ansys仿真壓電陶瓷的案例
comsol中壓電陶瓷仿真學習-材料篇
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comsol中壓電陶瓷仿真學習-材料篇
因工作內(nèi)容改變，最近開始自學comsol，希望能從軟件小白的角度分享一些學習經(jīng)驗。本文主要對壓電仿真分享一下自己的理解。以如下官網(wǎng)案例為例，主要對其中的壓電部分進行講解，由于聲學部分對工作內(nèi)容并沒有指導意義，因此跳過。
官網(wǎng)案例鏈接（預應力螺栓 Tonpilz 型壓電換能器）：https://cn.comsol.com/model/piezoelectric-tonpilz-transducer-with-a-prestressed-bolt-14535
首先對本案例模型進行簡單介紹：Tonpilz 型換能器用于相對低頻的大功率聲發(fā)射。這是聲吶應用中常用的換能器配置。換能器由前輻射頭、后蓋板及堆疊在兩者之間的壓電陶瓷環(huán)構(gòu)成，壓電陶瓷環(huán)通過中心螺栓連接。該示例介紹如何包含螺栓預張力的影響。
展開 comsol中壓電陶瓷仿真學習-邊界設(shè)置篇
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comsol中壓電陶瓷仿真學習-邊界設(shè)置篇
本文主要對壓電仿真分享一下自己的理解。以如下官網(wǎng)案例為例，主要對其中的壓電部分進行講解，由于聲學部分對工作內(nèi)容并沒有指導意義，因此跳過。
官網(wǎng)案例鏈接（預應力螺栓 Tonpilz 型壓電換能器）：https://cn.comsol.com/model/piezoelectric-tonpilz-transducer-with-a-prestressed-bolt-14535
在壓電仿真中一般都會包括固體力學（solid）和靜電(es)。固體力學中主要涉及力學上的約束模型和接觸，選擇所有固體作為計算域。這里的彈簧基礎(chǔ)我的理解是有一定柔性的約束，還有一種是固定約束。如果是靠塑膠殼（或者相對較軟的材料）限位這里我建議用彈簧基礎(chǔ)，這里需要將彈簧類型改為總彈簧常數(shù)，Ktot=10000N/m；如果是跟鋼板焊接或者用螺釘擰緊那就采用固定約束。
在螺栓預緊力這個選項上，分預緊力和預緊應力，一般是不同的螺栓對應不同的力，這個在網(wǎng)上也能搜索到，這里使用M4的螺栓，預緊力取3100N。
展開 ansys壓電-流體耦合仿真實例-微泵
參考例子為ansys幫助中的例子----Example Simulation of a Piezoelectric Actuated Micro-Pump，但是這個例子中在最后的求解中介紹不詳細，這里進行補充，供大家參考與討論，下面依次會提出這里例子的詳細過程：這里先給出兩個基本模型，壓電模型與流體模型，其中，壓電模型包括了壓電分析的大部分步驟，只是最后不需要有求解就可以了，流體模型主要包括網(wǎng)格模型，具體的求解設(shè)置等需要在CFX中完成
壓電模型
piezo.rar
流體模型
CFX_fluid.rar
說明：
1，讀者需要具有一定的編寫命令流的能力，以上兩個文件都是用經(jīng)典ansys的命令流編寫的模型
2，讀者需要具有一定的ansys命令行啟動能力，這個主要是用于去接最后生成的流體以及網(wǎng)格模型
3，讀者具有一定的CFX操作能力，特別是關(guān)于網(wǎng)格變形的分析能力
1.rar
首先使用ANSYS Mechanical APDL Product Launcher 14.0運行上面的兩個inp文件，采用batch方式運行，分別生成pfsi-solid.cdb文件和 fluid.cdb 如附件
展開 基于ANSYS二次開發(fā)的壓電疊堆仿真軟件 （原創(chuàng)，如轉(zhuǎn)載，請注明出處）
技術(shù)難點：ANSYS二次開發(fā)，力電多場耦合
完成人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
研究對象：Cymbal壓電振子疊堆
原理：利用壓電材料的正壓電效應將機械能轉(zhuǎn)化為電能
適用范圍：壓電傳感器，振動能量收集等。
優(yōu)點：操作傻瓜，高度集成，可視化優(yōu)。
可代做的業(yè)務范圍：
壓電分析
ANSYS二次開發(fā)，打造高度定制化的專業(yè)有限元軟件
耦合場分析
歡迎購買軟件使用權(quán)
模擬過程：
1、將結(jié)構(gòu)進行參數(shù)化
2、利用APDL、TCL/TK語言開發(fā)出內(nèi)核和界面語言。
3、結(jié)果的可視化。
圖1：Cymbal壓電疊堆軟件首界面
圖2：Cymbal壓電疊堆軟件功能界面
圖3：Cymbal壓電疊堆軟件參數(shù)化界面
圖4：Cymbal壓電疊堆軟件后處理界面
圖5：Cymbal壓電疊堆軟件變形結(jié)果
圖6：Cymbal壓電疊堆軟件電壓結(jié)果
圖7：Cymbal壓電疊堆軟件瞬態(tài)電壓結(jié)果
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