華科大壓電材料(編輯修改稿)
2024-09-01 02:45 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 厚度方向需要劃分更密集的網(wǎng)格。在靜態(tài)求解時僅劃分了兩層網(wǎng)格，因此求解厚度方向自由振動時不能再采用靜態(tài)求解時的網(wǎng)格。本例中對石英板的幾何尺寸和網(wǎng)格大小都做出了調(diào)整，使得求解所得模態(tài)可視性很強，結(jié)果也更為準確。(2) 網(wǎng)格劃分本例中石英板的幾何尺寸為：長度方向（x軸）：L=厚度方向（y軸）：H=2h=寬度方向（z軸）：W=將厚度方向劃分為10層。由于長度方向和寬度方向比較次要，因此在這兩個方向上單元長度可以更大，從而總節(jié)點數(shù)不至于太大使得求解困難。另外單元也不可過于狹長，因此長度方向和寬度方向的單元長度可以為厚度方向的兩倍。APDL如下：lsel,s,length,H1 !選出長度為H1的線段elesize=1e3LESIZE,ALL,elesizelsel,inve !選出剩下的線段LESIZE,ALL,2*elesizeVmesh,1 !對實體‘1’經(jīng)行網(wǎng)格劃分(3) 模態(tài)求解對于模態(tài)分析，推薦使用Block Lanczos法（缺?。┣蠼?。指令為：/soluantype,modal !選取模態(tài)分析modopt,lanb,5 !定義模態(tài)分析選項，展開5階模態(tài)mxpand,5(4) 約束與耦合考慮到建模為三維模型，而實際上關(guān)注的是Y方向的厚度剪切振動，因此為了使求解效率更高，不產(chǎn)生過多的不需要的模態(tài)，這里需要加一些約束與耦合。在厚度方向上的剪切振動中，每一個XZ平面運動都一致，且只能沿著長度方向（X方向）運動，因此約束及耦合如下：nlayer=H1/elesize !厚度方向的層數(shù)h=0 !初始平面所在的高度*do,i,1,nlayer !進入循環(huán)，i從1到最后一層nsel,s,loc,y,h !選出高度為h的所有節(jié)點d,all,uy,0 !約束住y方向上位移d,all,uz,0 !約束住z方向上位移cp,i,ux,all !耦合住x方向上位移h=h+elesize !更新當前平面為下一平面*enddo !結(jié)束循環(huán)某一層加上約束及耦合后的情況如下：耦合列表如下：耦合共10組，即厚度方向10層全部分別耦合住。(5) 通用后處理后處理我們關(guān)心求出的各階頻率及對應(yīng)的振型，命令流如下：/post1 set,list !列表查看所求模態(tài)set,first !查看第一階模態(tài)plnsol,u,sum,2!anmode,10, !動畫查看振型set,next !查看下一階模態(tài)pldisp,2!anmode,10,列表查看求出的頻率：第一階為剛體位移：第二階開始的振型分別為：N=1階頻率為166302HzN=2階頻率為332245HzN=3階頻率為498518HzN=4階頻率為665262Hz 結(jié)果對比(8) 各階振型圖對比ANSYS計算出的各階振型圖如上節(jié)所示。理論計算出的振型圖如下圖所示：二者計算結(jié)果一致。(9) 各階頻率對比理論計算各階頻率由下式?jīng)Q定：其中，帶入數(shù)值得：將ANSYS計算的值與理論解匯入下表：階數(shù)n理論解（Hz）ANSYS解（Hz）誤差1166077166302%2332154332245%34982
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