【正文】 后又出現(xiàn)對話框，要求選擇旋轉(zhuǎn)軸，通過鼠標(biāo)選擇Z軸上的兩個點，比如第1，3兩個點，點擊ok，出現(xiàn)對話框，要求說明旋轉(zhuǎn)的度數(shù)，這里選擇30度模型，輸入30。 保存文件：主菜單欄－》Preprocessor－》Modeling －》Create－》Areas－》By Lines通過鼠標(biāo)順時針（逆時針）方向選擇線段圍成一個面積，如此操作，把所有的線都圍成面。主菜單欄－》Preprocessor－》Modeling －》Create－》Keypoints－》In Actice CS，出現(xiàn)對話框如下圖，根據(jù)指定好的編號即結(jié)構(gòu)尺寸輸入坐標(biāo)。定義剛度矩陣，點擊右邊Structural—》Linear－》Elastic－》Anisotropic,輸入?yún)?shù) D11=，D12=，D13=，D22=，D23=，D33=，D44=，D55=，D66=定義介電常數(shù)矩陣，點擊右邊Electromagnetics—》Relative Permittivity－》Orthotropic,輸入?yún)?shù)PERX= ,PERY= ,PZRZ=定義壓電矩陣：點擊右邊Piezoelectrics—》Piezoelectric matrix,輸入如下圖（3）。定義第二中材料，首先定義PZT5 的密度。點擊ok。壓電陶瓷PZT5的材料參數(shù)：（ANSYS輸入?yún)?shù)）密度剛度矩陣（也可輸入柔順矩陣）壓電應(yīng)力常數(shù)矩陣介電常數(shù)矩陣也可輸入絕對值（1） 輸入黃銅材料參數(shù)：主菜單欄－》PreprocessorMaterial Props－》Material Models ,出現(xiàn)對話框，點擊左邊Material Model Number 1 ,點擊右邊Favorites－》Linear Static—》Density，出現(xiàn)密度對話框，輸入密度2790，點擊ok。Save as ,出現(xiàn)對話框，保存文件名為 3．定義材料參數(shù)查閱材料手冊我們可以得到如下材料參數(shù)。點擊close鍵關(guān)閉窗口。繼續(xù)點擊框圖左邊Coupled Field, 選擇右邊框圖中Scalar Brick 5，選定了Solid5單元，點擊ok鍵。Solid5為三維耦合場單元，因為壓電陶瓷涉及到電－力耦合問題，因此采用此單元類型。2．定義單元類型 金屬殼采用Solid45 單元，壓電陶瓷采用Solid5 單元。一般采用國際單位：即然后按Enter 即可。BFT：用英尺的單位系統(tǒng)，即ft,slug,s, 等。CGS：CGS單位系統(tǒng)，即cm,g,s,等。（6）定義單位：在ANSYS主界面輸入窗口輸入“/UNITS，Label”其中，Label 指定單位制標(biāo)簽有：USER：用戶自定義單位系統(tǒng)。點擊ok。（3）指定工作空間：實用菜單－》File－》Change Directory… ,出現(xiàn)對話框，選擇剛才建立的目錄D:\ANSYSfiles，以后操作生成的文件都在此文件夾下。結(jié)構(gòu)參數(shù)對應(yīng)值10mm17mm20mm10mm3mm二：建立模型1．指定工作空間，設(shè)定分析作業(yè)名和標(biāo)題（1）首先建立一個文件夾用于當(dāng)前分析，如D:\ANSYSfiles ，路徑當(dāng)中不允許有中文出現(xiàn)。由于粘結(jié)層為一薄層，建模的時候可以忽略。結(jié)構(gòu)尺寸如圖所示。2：各模態(tài)的動態(tài)演示3：查看諧響應(yīng)分析結(jié)果，計算導(dǎo)納、發(fā)射與接收響應(yīng)。因此，前兩矩后三行和后三列要做相應(yīng)變化。（靜態(tài)分析不用密度）對壓電材料：一般使用的壓電方程：e型壓電方程，因此輸入的常數(shù)為 注意！一般順序為：XX，YY，ZZ，YZ，XZ，XY。實常數(shù)：半徑，球心X，Y，Z坐標(biāo)值。實常數(shù)為參考聲壓，可缺省。Fluid30：8個節(jié)點3D六面體聲學(xué)流體單元（也可縮減為三角柱形單元或四面體單元）。solid98：10個節(jié)點3D四面體耦合場單元。plane13：4個節(jié)點2D四邊形耦合場單元（也可縮減為三角形單元）。.. . . ..用ANSYS軟件分析壓電換能器入門A：分析過程基本步驟一：問題描述（草稿紙上完成）1：畫出換能器幾何模型，包括尺寸2：選定材料3：查材料手冊確定材料參數(shù)二：建立模型1：根據(jù)對稱性確定待建模型的維數(shù)2：根據(jù)畫出的幾何模型確定關(guān)鍵點坐標(biāo)，給關(guān)鍵點編好號碼3：建立一個文件夾用于當(dāng)前分析4：啟動ANSYS軟件，指定路徑到建立的文件夾，5：定義單元類型壓電換能器分析使用的單元類型： solid5：8個節(jié)點3D六面體耦合場單元（也可縮減為三角柱形單元或四面體單元）。無實常數(shù)。無實常數(shù)。無實常數(shù)。應(yīng)用于近場水和遠場水。Fluid130：4個節(jié)點面無窮吸收水聲學(xué)流體單元（也可縮減為三角形面單元）。6：定義材料參數(shù)對一般均勻各向同性材料要給出材料密度，楊氏模量，泊松系數(shù)。在ANSYS中為XX，YY，ZZ，XY，YZ，XZ。7：建立關(guān)鍵點8：把關(guān)鍵點連成線9：把線段圍成面10：通過適當(dāng)?shù)姆椒ㄉ审w11：指定單元類型和材料參數(shù)12：劃分線段13：劃分體單元14：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，（轉(zhuǎn)換到柱坐標(biāo)系下）15：節(jié)點轉(zhuǎn)換三：加載約束條件1：加載邊界約束條件2：電極上加電壓四：求解1：模態(tài)分析2：諧響應(yīng)分析五：查看結(jié)果1：查看模態(tài)分析結(jié)果，計算導(dǎo)納。六：生成命令流文件1：給程序分塊，添加適當(dāng)?shù)淖⑨?：把相應(yīng)參數(shù)具體值改成變量，同時給變量賦值B：空氣中建模過程一：問題描述彎曲式換能器實體模型為軸對稱結(jié)構(gòu)。彎曲式換能器由壓電陶瓷，‘金屬殼’粘結(jié)而成，粘結(jié)材料為環(huán)氧樹脂。本例中‘金屬殼’材料采用鋁，壓電材料選擇壓電陶瓷PZT5。（2），界面如下圖，界面包括實用菜單，命令輸入窗口，ANSYS工具欄，主菜單欄，圖形窗口，圖形調(diào)整工具欄，標(biāo)準(zhǔn)工具欄。（4）設(shè)定標(biāo)題：實用菜單－》File－》Change Title…，出現(xiàn)對話框，輸入‘daocheqi Analysis ’作為標(biāo)題。（5）保存db（數(shù)據(jù)庫文件）文件：File－》Save as ,出現(xiàn)對話框。SI：國際單位，即MKS單位。MPA：MPA單位系統(tǒng)，即mm,Kg,s,等。BIN：用英寸的單位系統(tǒng)，即in,lbm,s, 等。 如果不改變單位制，以后默認(rèn)。Solid45為結(jié)構(gòu)單元里面的三維塊模型單元。(1） 主菜單欄－》Preprocessor－》Element Type－》Add/Edit/Delete , 出現(xiàn)對話框，點擊Add…鍵，出現(xiàn)對話框，點擊框圖左邊Solid, 選擇右邊框圖中Brick 8node 45，點擊Apply鍵，選定了一種Solid45單元。從對話框中可以看出我們已經(jīng)定義了solid45和solid5兩種單元類型。（2）保存文件：File224。鋁材料參數(shù)：密度，楊氏模量，泊松比。同樣繼續(xù)點擊Linear Isotropic （線性各項同性）輸入泊松比和楊氏模量。（2）輸入PZT5材料參數(shù)：定義完一種材料參數(shù)之后要定義第二中材料，選擇對話框‘Define Material Model Behavior’ 的菜單Material－》New Model…，出現(xiàn)對話框，材料添2（默認(rèn)值也是2），點擊ok。如圖點擊左邊Material Model Number 2 ,點擊右邊Structural—》Density，輸入7750，點擊ok。4．建立關(guān)鍵點（1）首先在草稿紙上畫出幾何模型，指定好關(guān)鍵點的編號以及結(jié)構(gòu)尺寸。（注意，由于最后要轉(zhuǎn)換到柱坐標(biāo)系下分析，所以y即為旋轉(zhuǎn)方向）輸入坐標(biāo)為：1 (0, 0, 0)2 (0, 0, )3 (0, 0, )4 (10e3, 0,0)5 (10e3, 0, )6 (10e3, 0, )7 (17e3, 0, 0)8 (17e3, 0, ,)9 (20e3, 0, 0)10 (20e3, 0, )11 (20e3, 0, )12 (20e3, 0, )13 (17e3, 0, )14 (17e3, 0, )15 (0, 0, )16 (0, 0, )輸入完之后我們可以看到圖形窗口中我們所定義的關(guān)鍵點 （2）保存文件：5. 把關(guān)鍵點連成線主菜單欄－》Preprocessor－》Modeling －》Create－》lines－》Straight Line通過鼠標(biāo)選取兩個關(guān)鍵點就可以生成一條線，如此操作，把所有的線都連好，點擊ok。保存文件：7. 旋轉(zhuǎn)生成體積，并粘接（1）主菜單欄－》Preprocessor－》Modeling －》Operate－》Extrude－》Areas－》About Axis,出現(xiàn)一個對話框，點擊Pick All , 表示全部面都要旋轉(zhuǎn)。點擊ok。（2） 粘接各部分體積：主菜單欄－》Preprocessor－》Modeling －》Operate－》Boolean－》Glue－》Volumes，出現(xiàn)對話框，要求選擇要粘接的體積，這里選擇Pick All 表示所有體積都粘在一起。（1） 首先對‘線段’劃分，由于體積圖看不清一些線的位置，先顯示線段圖，實用菜單－》Plot－》Lines(2) 主菜單－》Preprocessor－》Meshing－》Size Cntrls－》ManualSize－》Lines－》Picked Lines選擇這些線段，（比如壓電片連同金屬殼在壓電片半徑內(nèi)劃分為4單元），出現(xiàn)對話框 ，劃分單元數(shù)填4，表示這些線段都劃分為4個單元，點擊ok， 采用相同的方法劃分其他線段的單元數(shù)目。（4）保存文件：11．轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系 把坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到柱坐標(biāo)系下，有利于加載約束條件。主菜單欄－》Preprocessor－》Modeling －》Create－》Nodes－》Rotate Node CS－》To Active CS ，出現(xiàn)對話框，點擊Pick All保存文件：三：加載約束條件（1） 旋轉(zhuǎn)方向固定主菜單欄－》Preprocessor－》Loads－》Define Loads－》Apply－》Structural－》Displacement－》On Areas 用鼠標(biāo)選定如下的幾個面，點擊ok出現(xiàn)對話框，點擊UY，表示在Y方向，在柱坐標(biāo)系下也即旋轉(zhuǎn)方向固定，點擊ok(2) 旋轉(zhuǎn)軸固定主菜單欄－》Preprocessor－》Loads－》Define Loads－》Apply－》Structural－》Displacement－》On Lines選擇軸線， 點擊ok。保存文件：2 .加載電壓 給壓電陶瓷加上電壓，我們給定陶瓷下底面為0V ，陶瓷上底面為1V 。保存文件：四 求解1 .模態(tài)分析（1）選擇分析類型：主菜單－》Solution－》Analysis Type－》New Analysis點擊選擇模態(tài)分析選項‘Modal’，點擊ok(2)分析參數(shù)設(shè)定：主菜單－》Solution－》Analysis Type－》Analysis Options, 設(shè)定求解模態(tài)數(shù)目為8點擊ok，出現(xiàn)對話框，頻率范圍可以不設(shè)定，直接點擊ok（3）進入求解：主菜單－》Solution－》Solve－》Current LS ，表示采用當(dāng)前約束條件進行求解出現(xiàn)下面兩個提示，分別點擊ok和yes。保存文件:五 查看結(jié)果1 查看模態(tài)結(jié)果主菜單－》General Postproc－》Results Summary，我們可以看出求出的前8階模態(tài)分別為：0Hz，19476Hz，21172Hz，51261Hz，58121Hz，58445Hz ，73133Hz。（2） 動態(tài)演示第2階模態(tài)的振動形態(tài)讀取模態(tài)結(jié)果讀取第2階模態(tài)結(jié)果：主菜單－》General Postproc－》Read Results－》Next Set ,實用菜單－》PlotCtrls－》Animate－》Mode Shape…點擊之后出現(xiàn)對話框?qū)赢嬤M行參數(shù)設(shè)置，我們采用默認(rèn)參數(shù)， 點擊ok將會出現(xiàn)第2階模態(tài)的振動形態(tài)動畫。ANSYS軟件提供了這方法，但是要完全掌握ANSYS編程語言相對比較困難，而采用‘圖形操作’建模過程中，軟件會按照圖形操作過程生成相應(yīng)的文本命令，稱之為命令流文件（.lgw）。1 實用菜單－》File－》Write DB log file… 。/BATCH ! /COM,ANSY