用ANSYS软件分析压电换能器入门

1、用ANSYS软件分析压电换能器入门A：分析过程基本步骤一：问题描述（草稿纸上完成）1：画出换能器几何模型，包括尺寸2：选定材料3：查材料手册确定材料参数二：建立模型1：根据对称性确定待建模型的维数2：根据画出的几何模型确定关键点坐标，给关键点编好号码3：建立一个文件夹用于当前分析4：启动ANSYS软件，指定路径到建立的文件夹，5：定义单元类型压电换能器分析使用的单元类型： solid5：8个节点3D六面体耦合场单元（也可缩减为三角柱形单元或四面体单元）。无实常数。plane13：4个节点2D四边形耦合场单元（也可缩减为三角形单元）。无实常数。solid98：10个节点3D四面体耦合场单元。无实

2、常数。Fluid30：8个节点3D六面体声学流体单元（也可缩减为三角柱形单元或四面体单元）。应用于近场水和远场水。实常数为参考声压，可缺省。Fluid130：4个节点面无穷吸收水声学流体单元（也可缩减为三角形面单元）。实常数：半径，球心X，Y，Z坐标值。6：定义材料参数对一般均匀各向同性材料要给出材料密度，杨氏模量，泊松系数。（静态分析不用密度）对压电材料：一般使用的压电方程：e型压电方程，因此输入的常数为 注意！一般顺序为：XX，YY，ZZ，YZ，XZ，XY。在ANSYS中为XX，YY，ZZ，XY，YZ，XZ。因此，前两矩后三行和后三列要做相应变化。7：建立关键点8：把关键点连成线9：把线段

3、围成面10：通过适当的方法生成体11：指定单元类型和材料参数12：划分线段13：划分体单元14：坐标转换，（转换到柱坐标系下）15：节点转换三：加载约束条件1：加载边界约束条件2：电极上加电压四：求解1：模态分析2：谐响应分析五：查看结果1：查看模态分析结果，计算导纳。2：各模态的动态演示3：查看谐响应分析结果，计算导纳、发射与接收响应。六：生成命令流文件1：给程序分块，添加适当的注释2：把相应参数具体值改成变量，同时给变量赋值B：空气中建模过程一：问题描述弯曲式换能器实体模型为轴对称结构。结构尺寸如图所示。弯曲式换能器由压电陶瓷，金属壳粘结而成，粘结材料为环氧树脂。由于粘结层为一薄层，建模的

4、时候可以忽略。本例中金属壳材料采用铝，压电材料选择压电陶瓷PZT5。结构参数对应值10mm17mm20mm10mm0.5mm0.5mm3mm二：建立模型1指定工作空间，设定分析作业名和标题（1）首先建立一个文件夹用于当前分析，如D:ANSYSfiles ，路径当中不允许有中文出现。（2）启动ANSYS9.0软件，界面如下图，界面包括实用菜单，命令输入窗口，ANSYS工具栏，主菜单栏，图形窗口，图形调整工具栏，标准工具栏。（3）指定工作空间：实用菜单FileChange Directory ,出现对话框，选择刚才建立的目录D:ANSYSfiles，以后操作生成的文件都在此文件夹下。（4）设定标题

5、：实用菜单FileChange Title，出现对话框，输入daocheqi Analysis 作为标题。点击ok。（5）保存db（数据库文件）文件：FileSave as ,出现对话框，保存文件名为title.db。（6）定义单位：在ANSYS主界面输入窗口输入“/UNITS，Label”其中，Label 指定单位制标签有：USER：用户自定义单位系统。SI：国际单位，即MKS单位。CGS：CGS单位系统，即cm,g,s,等。MPA：MPA单位系统，即mm,Kg,s,等。BFT：用英尺的单位系统，即ft,slug,s, 等。BIN：用英寸的单位系统，即in,lbm,s, 等。一般采用国际单位

6、：即然后按Enter 即可。 如果不改变单位制，以后默认。2定义单元类型 金属壳采用Solid45 单元，压电陶瓷采用Solid5 单元。Solid45为结构单元里面的三维块模型单元。Solid5为三维耦合场单元，因为压电陶瓷涉及到电力耦合问题，因此采用此单元类型。(1） 主菜单栏PreprocessorElement TypeAdd/Edit/Delete , 出现对话框，点击Add键，出现对话框，点击框图左边Solid, 选择右边框图中Brick 8node 45，点击Apply键，选定了一种Solid45单元。继续点击框图左边Coupled Field, 选择右边框图中Scalar Br

7、ick 5，选定了Solid5单元，点击ok键。从对话框中可以看出我们已经定义了solid45和solid5两种单元类型。点击close键关闭窗口。（2）保存文件：File-àSave as ,出现对话框，保存文件名为 element.db3定义材料参数查阅材料手册我们可以得到如下材料参数。铝材料参数：密度，杨氏模量，泊松比。压电陶瓷PZT5的材料参数：（ANSYS输入参数）密度刚度矩阵（也可输入柔顺矩阵）压电应力常数矩阵介电常数矩阵也可输入绝对值（1） 输入黄铜材料参数：主菜单栏Preprocessor->>Material PropsMaterial Models ,

8、出现对话框，点击左边Material Model Number 1 ,点击右边FavoritesLinear StaticDensity，出现密度对话框，输入密度2790，点击ok。同样继续点击Linear Isotropic （线性各项同性）输入泊松比和杨氏模量。输入7.15e10和0.34，点击ok。（2）输入PZT5材料参数：定义完一种材料参数之后要定义第二中材料，选择对话框Define Material Model Behavior 的菜单MaterialNew Model，出现对话框，材料添2（默认值也是2），点击ok。定义第二中材料，首先定义PZT5 的密度。如图点击左边Mater

9、ial Model Number 2 ,点击右边StructuralDensity，输入7750，点击ok。定义刚度矩阵，点击右边StructuralLinearElasticAnisotropic,输入参数 D11=12.1e10，D12=7.54e10，D13=7.52e10，D22=12.1e10，D23=7.52e10，D33=11.1e10，D44=2.26e10，D55=2.11e10，D66=2.11e10定义介电常数矩阵，点击右边ElectromagneticsRelative PermittivityOrthotropic,输入参数PERX=8.11e-9 ,PERY=8.1

10、1e-9 ,PZRZ=7.35e-9定义压电矩阵：点击右边PiezoelectricsPiezoelectric matrix,输入如下图（3）保存文件matiral.db。4建立关键点（1）首先在草稿纸上画出几何模型，指定好关键点的编号以及结构尺寸。主菜单栏PreprocessorModeling CreateKeypointsIn Actice CS，出现对话框如下图，根据指定好的编号即结构尺寸输入坐标。（注意，由于最后要转换到柱坐标系下分析，所以y即为旋转方向）输入坐标为：1 (0, 0, 0)2 (0, 0, 0.5e-3)3 (0, 0, 1.0e-3)4 (10e-3, 0,0)5

11、 (10e-3, 0, 0.5e-3)6 (10e-3, 0, 1.0e-3)7 (17e-3, 0, 0)8 (17e-3, 0, 0.5e-3,)9 (20e-3, 0, 0)10 (20e-3, 0, 0.5e-3)11 (20e-3, 0, 10.5e-3)12 (20e-3, 0, 13.5e-3)13 (17e-3, 0, 10.5e-3)14 (17e-3, 0, 13.5e-3)15 (0, 0, 10.5e-3)16 (0, 0, 13.5e-3)输入完之后我们可以看到图形窗口中我们所定义的关键点 （2）保存文件：keypoints.db5. 把关键点连成线主菜单栏Prepr

12、ocessorModeling CreatelinesStraight Line通过鼠标选取两个关键点就可以生成一条线，如此操作，把所有的线都连好，点击ok。 保存文件：line.db6.把线段围成面主菜单栏PreprocessorModeling CreateAreasBy Lines通过鼠标顺时针（逆时针）方向选择线段围成一个面积，如此操作，把所有的线都围成面。保存文件：area.db7. 旋转生成体积，并粘接（1）主菜单栏PreprocessorModeling OperateExtrudeAreasAbout Axis,出现一个对话框，点击Pick All , 表示全部面都要旋转。之后

13、又出现对话框，要求选择旋转轴，通过鼠标选择Z轴上的两个点，比如第1，3两个点，点击ok，出现对话框，要求说明旋转的度数，这里选择30度模型，输入30。点击ok，。 生成如下图的体。（2） 粘接各部分体积：主菜单栏PreprocessorModeling OperateBooleanGlueVolumes，出现对话框，要求选择要粘接的体积，这里选择Pick All 表示所有体积都粘在一起。（3）保存文件：volume.db8指定各部分单元类型以及材料属性（1）指定金属壳的单元及材料属性：主菜单栏PreprocessorMeshingMesh AttributesPicked Volumes 用鼠

14、标点中金属壳的体积单元出现对话框，材料参数选择1，单元类型选择1 SOLID45（2）指定压电材料的单元及材料属性：主菜单栏PreprocessorMeshingMesh AttributesPicked Volumes 用鼠标点中压电材料的体积单元出现对话框，材料参数选择2，单元类型选择2 SOLID5（3） 点击ok ，保存文件material.db9 .划分线段为了网格单元数可以控制，我们采用手动划分网格，而不采用自动网格划分。（1） 首先对线段划分，由于体积图看不清一些线的位置，先显示线段图，实用菜单PlotLines(2) 主菜单PreprocessorMeshingSize Cnt

15、rlsManualSizeLinesPicked Lines选择这些线段，（比如压电片连同金属壳在压电片半径内划分为4单元），出现对话框 ，划分单元数填4，表示这些线段都划分为4个单元，点击ok， 采用相同的方法划分其他线段的单元数目。（为了采用6面体划分体积单元，注意几个划分10格的线段划分时要求单元数目一致，当然这些线段也可以划分成10格，但要一致）10.划分体积单元主菜单PreprocessorMeshingMeshVolumesMapped4 to 6 sided我们采用6面体单元划分体，这样我们划分的网格大小就比较整齐出现对话框，点击Pick All，表示所有体积都按6面体单元划分。

16、（4）保存文件：meshvolume.db11转换坐标系 把坐标系转换到柱坐标系下，有利于加载约束条件。实用菜单WorkPlaneChange Active CS to Global Cylindrical保存文件：changecys.db12节点转换 把划分网格后生成的节点转换到柱坐标系下，使得后续的求解过程计算速度更快。主菜单栏PreprocessorModeling CreateNodesRotate Node CSTo Active CS ，出现对话框，点击Pick All保存文件：changenodes.db三：加载约束条件1.加载边界约束条件（1） 旋转方向固定主菜单栏Prepro

17、cessorLoadsDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Areas 用鼠标选定如下的几个面，点击ok出现对话框，点击UY，表示在Y方向，在柱坐标系下也即旋转方向固定，点击ok(2) 旋转轴固定主菜单栏PreprocessorLoadsDefine LoadsApplyStructuralDisplacementOn Lines选择轴线， 点击ok。出现如下对话框，选择UX，表示固定其X方面，即在径向上不移动。保存文件：loaddisp.db2 .加载电压 给压电陶瓷加上电压，我们给定陶瓷下底面为0V ，陶瓷上底面为1V 。主菜单栏Preproc

18、essorLoadsDefine LoadsApplyElectricBoundaryVoltageOn Areas选择陶瓷下底面，如下出现对话框，要求输入电压值，电压值填0V用同样的方法选择陶瓷上底面，加1V的电压。保存文件：loadele.db四 求解1 .模态分析（1）选择分析类型：主菜单SolutionAnalysis TypeNew Analysis点击选择模态分析选项Modal，点击ok(2)分析参数设定：主菜单SolutionAnalysis TypeAnalysis Options, 设定求解模态数目为8点击ok，出现对话框，频率范围可以不设定，直接点击ok（3）进入求解：主菜

19、单SolutionSolveCurrent LS ，表示采用当前约束条件进行求解出现下面两个提示，分别点击ok和yes。程序进行求解，求解完成之后出现求解完毕提示，表示求解完成。保存文件:solve.db五 查看结果1 查看模态结果主菜单General PostprocResults Summary，我们可以看出求出的前8阶模态分别为：0Hz，4268.9Hz，19476Hz，21172Hz，51261Hz，58121Hz，58445Hz ，73133Hz。2. 动态演示模态结果(1） 读取模态结果读取第1阶模态结果：主菜单General PostprocRead ResultsFirst S

20、et 实际上，由于模型未在Z方向加位移限制条件，故第阶1模态频率为零，只作平动。（2） 动态演示第2阶模态的振动形态读取模态结果读取第2阶模态结果：主菜单General PostprocRead ResultsNext Set ,实用菜单PlotCtrlsAnimateMode Shape点击之后出现对话框对动画进行参数设置，我们采用默认参数， 点击ok将会出现第2阶模态的振动形态动画。 也可选择Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape 命令，弹出对话框选择Def+undef edge ,单击OK得到变形图六

21、 生成命令流文件以上步骤都是在图形操作下完成的，但由于采用图形操作来建模效率太低，而且不易于改变参数（结构参数，材料参数和网格参数等），因此我们有必要采用文本编程的方法来建模和求解。ANSYS软件提供了这方法，但是要完全掌握ANSYS编程语言相对比较困难，而采用图形操作建模过程中，软件会按照图形操作过程生成相应的文本命令，称之为命令流文件（.lgw）。因此我们在图形操作建模之后生成命令流文件，然后对命令流文件进行编辑整理，分块，具体参数变量化(如轴对称模型只分析圆柱的一定角度，电极给定电压，划分线网格数)等等操作之后，再由软件读入该文件就可以得到我们所要求解的东西。1 生成.lgw文件 实用菜

22、单FileWrite DB log file ，输入docheqi.lgw文件名。（用蓝色字表示注释，红色标注提请注意）2 编辑命令流文件注意：所有以“！”开始的语句为注释语句，并不参加执行，可以去掉。/BATCH ! /COM,ANSYS RELEASE 8.0 UP20030930 17:45:52 09/16/2004 /TITLE,normal cymbal/PREP7 ET,1,SOLID45 ！定义第一种单元ET,2,SOLID5 ！定义第二种单元!*!*! SAVE, element,db,D:ANSYSfilesdocheqi Analisis !material1金属壳材料m

23、at1dens=2790 ！铝密度mat1yang=7.15e10 ！铝杨氏模量mat1person=0.34 ！铝泊松比!material3压电体材料PZT5mat2dens=7750 ！密度c11=12.1e10 ！弹性常数矩阵c12=7.54e10c13=7.52e10c22=12.1e10c23=7.52e10c33=11.1e10c44=2.26e10c55=2.11e10c66=2.11e10e13=-5.4 ！压电常数矩阵e23=-5.4e33=15.8e52=12.3e61=12.3fx=0.811e-8 ！介电常数矩阵fy=0.811e-8fz=0.735e-8!struct

24、ural几何结构参数 r1=10e-3 ！陶瓷片半径r2=17e-3 ！铝壳内半径r3=20e-3 ！铝壳外半径tj=0.5e-3 ！双迭片中铝片厚度h=10e-3 ！铝壳内腔深度ty=0.5e-3 ！压电片厚度td=3e-3 ！铝壳底厚度theta=30 ！分析换能器的旋转角! meshline网格分线控制tcbj=4lvbj=4bhow=2hudu=10dibj=10dihow=4shen=8!volut control电压控制voltvalue=1 ! MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,mat1yang ！铝杨氏模量MPDATA,PRXY,1,mat1pers

25、on ！铝泊松比MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,mat1dens ！铝密度! MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,2,mat2dens ！压电材料密度TB,ANEL,2,1,21,0TBTEMP,0TBDATA,c11,c12,c13, ！压电材料弹性系数TBDATA,c22,c23,c33 TBDATA,c44, TBDATA,c55,c66, MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,PERX,2,fx ！压电材料介电常数MPDATA,PERY,2,fy MPDATA,PERZ,2,fz TB,PIEZ,2,0 TBMO

26、DIF,1,1,TBMODIF,1,2,TBMODIF,1,3,e13 ！压电材料压电常数TBMODIF,2,1,TBMODIF,2,2,TBMODIF,2,3,e23TBMODIF,3,1,TBMODIF,3,2,TBMODIF,3,3,e33TBMODIF,4,1,TBMODIF,4,2,TBMODIF,4,3,TBMODIF,5,1,TBMODIF,5,2,e52TBMODIF,5,3,TBMODIF,6,1,e61TBMODIF,6,2,TBMODIF,6,3,! SAVE, matiral constant,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis !K,1,0

27、,0,0, ！定义关键点K,2,0,0,tj, K,3,0,0,tj+ty, K,4,r1,0,0, K,5,r1,0,tj, K,6,r1,0,tj+ty, K,7,r2,0,0, K,8,r2,0,tj, K,9,r3,0,0,K,10,r3,0,tj,K,11,r3,0,tj+h,K,12,r3,0,tj+td+h,K,13,r2,0,tj+h,K,14,r2,0,tj+td+h,K,15,0,0,tj+h,K,16,0,0,tj+td+h,!SAVE,keypoint,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis! LSTR, 1, 2 ！关键点连线LSTR, 2,

28、3 LSTR, 4, 5 LSTR, 5, 6 LSTR, 7, 8LSTR, 9, 10LSTR, 10, 11LSTR, 11, 12LSTR, 8, 13LSTR, 13, 14LSTR, 15, 16!2 LSTR, 1, 4 LSTR, 4, 7 LSTR, 2, 5 LSTR, 5, 8LSTR, 3, 6LSTR, 7, 9LSTR, 8, 10LSTR, 15, 13LSTR, 13, 11LSTR, 16, 14LSTR, 14, 12! SAVE, line,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis !FLST,2,4,4 ！线围成面FITEM,2,1

29、 FITEM,2,12 FITEM,2,3 FITEM,2,14 AL,P51X FLST,2,4,4 FITEM,2,2 FITEM,2,14 FITEM,2,4 FITEM,2,16 AL,P51X FLST,2,4,4 FITEM,2,13 FITEM,2,5 FITEM,2,15 FITEM,2,3 AL,P51X FLST,2,4,4 FITEM,2,5 FITEM,2,17 FITEM,2,6 FITEM,2,18 AL,P51X FLST,2,4,4 FITEM,2,9 FITEM,2,18 FITEM,2,7 FITEM,2,20 AL,P51X FLST,2,4,4 FITE

30、M,2,10 FITEM,2,20 FITEM,2,8 FITEM,2,22 AL,P51X FLST,2,4,4 FITEM,2,11 FITEM,2,19 FITEM,2,10 FITEM,2,21 AL,P51X ! SAVE, area,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis FLST,2,7,5,ORDE,2 ！面旋转成体FITEM,2,1 FITEM,2,-7 FLST,8,2,3 FITEM,8,1 FITEM,8,16 VROTAT,P51X, , , , , ,P51X, , theta, , ！旋转角度! SAVE, volume,db,D:ANSY

31、SFILESdocheqi Analisis FLST,2,7,6,ORDE,2 !粘结体各部分FITEM,2,1 FITEM,2,-7 VGLUE,P51X ! SAVE, glue,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis FLST,5,6,6,ORDE,3 FITEM,5,1 FITEM,5,3 FITEM,5,-7 CM,_Y,VOLU VSEL, , , ,P51X CM,_Y1,VOLU CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1 VATT, 1, , 1, 0 ！指定金属壳材料为第一种单元，第一种材料属性CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDEL

32、E,_Y1 CM,_Y,VOLU VSEL, , , , 2 CM,_Y1,VOLU CMSEL,S,_Y CMSEL,S,_Y1 VATT, 2, , 2, 0 ！指定压电材料为第二种单元，第二种材料属性CMSEL,S,_Y CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 ! SAVE, matiral,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis FLST,5,6,4,ORDE,6 FITEM,5,12 FITEM,5,14 FITEM,5,16 FITEM,5,23 FITEM,5,25 FITEM,5,28 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1

33、,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,tcbj, , , , ,1 ！划分线段网格FLST,5,4,4,ORDE,4 FITEM,5,13 FITEM,5,15 FITEM,5,31 FITEM,5,33 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,lvbj, , , , ,1 ！划分线段网格FLST,5,8,4,ORDE,8 FITEM,5,17 FITEM,5,-18 FITEM,5,20 FITEM,5,22 FITEM,5,36 FITEM,5,38 FITEM,5,42 FITEM

34、,5,47 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,bhow, , , , ,1 ！划分线段网格FLST,5,11,4,ORDE,11 FITEM,5,26 FITEM,5,-27 FITEM,5,30 FITEM,5,34 FITEM,5,-35 FITEM,5,39 FITEM,5,-40 FITEM,5,44 FITEM,5,-45 FITEM,5,49 FITEM,5,-50 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,

35、hudu, , , , ,1 ！划分线段网格FLST,5,4,4,ORDE,4 FITEM,5,19 FITEM,5,21 FITEM,5,51 FITEM,5,-52 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,dibj, , , , ,1 ！划分线段网格FLST,5,5,4,ORDE,5 FITEM,5,8 FITEM,5,10 FITEM,5,-11 FITEM,5,46 FITEM,5,48 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y

36、1, , ,dihow, , , , ,1 ！划分线段网格FLST,5,4,4,ORDE,4 FITEM,5,7 FITEM,5,9 FITEM,5,41 FITEM,5,43 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1, , ,shen, , , , ,1 ！划分线段网格! SAVE, meshline,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis FLST,5,7,6,ORDE,2 ！划分体网格FITEM,5,1 FITEM,5,-7 CM,_Y,VOLU VSEL, , , ,P51X CM,_Y

37、1,VOLU CHKMSH,'VOLU' CMSEL,S,_Y MSHAPE,0,3d MSHKEY,1VMESH,_Y1 MSHKEY,0CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 ! SAVE, meshvolume,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis CSYS,1 ！转换坐标系到柱坐标系下! SAVE, changecys,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis FLST,2,1697,1,ORDE,2 ！转换节点到柱坐标系下FITEM,2,1 FITEM,2,-1697 NROTAT,P51X !

38、SAVE, changenodes,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis !NSEL,S,LOC,Y,0 ！边界约束条件DSYM,SYMM,Y,1 NSEL,S,LOC,Y,30DSYM,SYMM,Y,1 NSEL,S,LOC,X,0 DSYM,SYMM,X,1 ! SAVE, loaddisp,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis !NSEL,S,LOC,Z,tj+ty ！给压电材料表面加电压NSEL,R,LOC,X,0,r1 CP,1,VOLT,ALL *GET,N1,NODE,NUM,MIN D,N1,VOLT,voltvalue ！给

39、定一电极电压值NSEL,S,LOC,Z,tjNSEL,R,LOC,X,0,r1 D,ALL,VOLT,0 ！给定另一电极电压值NSEL,ALL! SAVE, loadele,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis FINISH /SOLU ！求解ANTYPE,2 ！进行模态分析MSAVE,0 MODOPT,LANB,8 ！计算前8个模态EQSLV,SPAR MXPAND,0, , ,0 LUMPM,0 PSTRES,0MODOPT,LANB,8,0,0, ,OFF SOLVE ! SAVE, solve,db,D:ANSYSFILESdocheqi Analisis C

40、：水中建模过程 （兰色字部分操作方法见后面附录） 水中建模过程与空气中建模过程基本相同，由于换能器置于无限介质水中，ANSYS设置了近场水、远场水和边界水，其中，近场水只需设置在换能器近处周围，将换能器包围，远场水必须满足远场条件，边界水处于远场外边界，为全吸收层。 例如：双叠片换能器在水中的谐响应分析命令流文件如下：/BATCH ! /COM,ANSYS RELEASE 9.0 UP20041104 23:25:18 06/06/2006 /TITLE,head!material1金属材料mat1dens=2790mat1yang=7.15e10mat1person=0.34!materia

41、l3压电体材料PZT4mat2dens=7550c11=13.9e10c12=7.78e10c13=7.43e10c22=13.9e10c23=7.43e10c33=11.5e10c44=3.06e10c55=2.56e10c66=2.56e10e13=-5.2e23=-5.2e33=15.1e52=12.7e61=12.7fx=0.328e-8fy=0.328e-8fz=0.562e-8!material3近场水mat3dens=1000 ！水密度sonc3=1480 ！水中声速mu3=0 ！吸收系数!material4远场水mat4dens=1000sonc4=1480mu4=0!stru

42、ctura5边界水mat5dens=1000sonc5=1480mu5=1! 结构参数h1=0.002h2=0.010h3=0.001h4=0.0005h5=0.0005h6=0.007r1=0.012r2=0.015r3=0.0075r4=0.011r5=0.025r6=0.050h7=r6*(h1+h2+h3+h4-h6)/r2h8=r6*(h1+h2+h3+h4+r5-h6)/r2h9=r6*(h1+h2+h3+h4+r5-h6)/r1h10=r6*(h1+h2+h3+h4+r5-h6)/r4h11=r6*(h1+h2+h3+h4+r5-h6)/r3h12=r6*(h1-h6)/r2h1

43、3=-r6*h6/r2h14=-r6*h6/r1theta=45 ！ 绕轴旋转45度!电压控制参数voltvalue=1!网格划分控制参数tcbj=20ouco=1sdpd=3dbj=20bhw=4wqs=18wqx=12hudu=20dihw=6sdps=12sdpx=2tchw=4ys=20js=12!单元类型/PREP7 ET,1,SOLID45ET,2,SOLID5 ET,3,FLUID30 KEYOPT,3,2,0 ！单元类型号，任意值，近场水0远场水1ET,4,FLUID30KEYOPT,4,2,1ET,5,FLUID130 !实参量 R,1,20e-6, ！近场水实常数，任意号，

44、参考压力R,2,20e-6, ！远场水实常数，任意号，参考压力R,3,r6,0,0,0, ！边界水实常数，半径，中心坐标X，Y，Z值! SAVE, definerealconstants,db,D:ANSYSFILES1030WATERNEW !金属材料 MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,mat1dens MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,EX,1,mat1yangMPDATA,PRXY,1,mat1person!压电片MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,2,mat2dens TB,ANEL,2,1,21,0TBTEM

45、P,0TBDATA,c11,c12,c13, TBDATA,c22,c23,c33 TBDATA,c44, TBDATA,c55,c66, MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,PERX,2,fx MPDATA,PERY,2,fy MPDATA,PERZ,2,fzTB,PIEZ,2,0 TBMODIF,1,1,TBMODIF,1,2,TBMODIF,1,3,e13TBMODIF,2,1,TBMODIF,2,2,TBMODIF,2,3,e23TBMODIF,3,1,TBMODIF,3,2,TBMODIF,3,3,e33TBMODIF,4,1,TBMODIF,4,2,TBMODIF,4,3,TBMODIF,5,1,TBM