壓電性——指的是發生在壓電材料結構和電場之間的耦合屬性。對壓電材料施加電壓可以使其產生位移，同時振動壓電材料可以產生電壓。

壓電耦合是一些單晶體的自然特性，如：石英、鐵電陶瓷（PZT）、壓電聚合物（PVDF）。直接的壓電耦合可以把機械能轉換為電能，而反壓電耦合則是將電能轉換為機械能。

在壓電分析中，結構場和準靜電場通過壓電常數耦合。

問題描述

一壓電驅動的風機葉片結構如下，分析其模態及在115伏60Hz下的響應。

壓電驅動風機葉片真實模型

 

壓電驅動風機葉片幾何模型

模態分析

設置各個部件的材料屬性，尤其壓電材料。在Engineering Data中，創建新的材料命名為“Piezo”，密度輸入為7500kg m^-3，以表格的形式輸入壓電材料的各向異性彈性模量。

對兩塊壓電晶片零件賦予Piezo材料屬性，同時在Piezo2 body頂部上建議一個y軸反轉的局部坐標系作為壓電極化方向。

設置面尺寸及體尺寸，網格劃分如下：

在分析設置明細中Options的Max Modes to Find輸入3，其余保持默認；FR4板上的兩圓孔面施加固定約束。

插入Piezoelectric Body對兩壓電晶片零件添加壓電屬性如下：

插入Voltage對下面的壓電晶片底部添加0電壓值；同時對兩壓電晶片零件的接觸面添加Voltage Coupling。

求解得到前三階頻率為60Hz、340Hz、352Hz，振型如下：

諧響應分析

諧響應分析的邊界條件在模態分析的基礎上，再在上部壓電晶片部件的頂面添加電壓115V

采用完全法進行分析，掃頻范圍為59Hz到61Hz，間隔為20；剛度系數通過阻尼vs頻率添加，頻率60Hz時對于阻尼系數為0.01.

求解得到壓電風機葉片尖端的頻域響應，右擊頻域響應結果，選擇create contour result，創建最大振幅對應的位移結果。