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压电分析是一种结构—电场耦合分析,压电效应是石英和陶瓷等压电材料的自然属性。给压电材料加电压会产生位移,反之使压电材料振动则产生电压。一个典型的压电分析的应用是压力换能器。ANSYS压电分析类型(仅在ANSYSMultiphysics或ANSYSMechanical产品中)有静态、模态、预应力模态、谐响应、预应力谐响应和瞬态分析。压电分析需要用下列单元类型之一:PLANE13,KEYOPT(1)=7,耦合场四边形单元;SOLID5,KEYOPT(1)=0或3,耦合场六面体单元;SOLID98,KEYOPT(1)=0或3,耦合场四面体单元;PLANE223,KEYOPT(1)=1001,耦合场8节点四边形单元;SOLID226,KEYOPT(1)=1001,耦合场20节点六面体单元;SOLID227,KEYOPT(1)=1001,耦合场10节点四面体单元;KEYOPT选项激活压电自由度、位移和电压。对于SOLID5和SOLID98,设置KEYOPT(1)=3激活压电仅有选项。通过使用NLGEOM、SSTIF和PSTRES命令,KEYOPT选项可用于大变形和大应变的影响。对于PLANE13单元,大变形和大应变在KEYOPT(1)=7时有效。对于SOLID5和SOLID98单元,大变形和大应变在KEYOPT(1)=3时有效,小变形和小应变在KEYOPT(1)=0时有效。自动求解控制对于压电分析是无效的,SOLCONTROL缺省设置仅对纯结构或纯热分析是有效的。对于大变形压电分析,必须使用非线性求解命令指定设置。1.注意要点分析可以是静态、模态、预应力模态、谐响应、预应力谐响应和瞬态分析。应注意以下要点:(1)对于模态分析,推荐使用BlockLanczos法(缺省)求解。(2)对静态、全谐响应或全瞬态分析,选用稀疏矩阵(SPARSE)求解器或Jacobi共轭梯度(JCG)求解器。对静态和全瞬态分析SPARSE法是缺省求解器。(3)对瞬态分析,用TINTP命令指定ALPHA=0.25、DELTA=0.5和THETA=0.5。对瞬态分析,对瞬态分析、。(4)预应力谐响应分析仅能用于小变形分析。(5)对PLANE13、SOLID5和SOLID98,VOLT自由度的力标志是AMPS。对PLANE223、SOLID226和SOLID227,VOLT自由度的力标志是CHRG,在F、CNVTOL、RFORCE等命令中使用这些标志。(6)对压电电路分析,褂?CIRCU94单元(7)使用介电损耗正切属性模拟介电损耗仅对PLANE223、SOLID226和SOLID227有效。/POST1*GET,QT,NODE,NTOP,RF,CHRG!GETTOTALCHARGEONTOPELECTRODECP=ABS(QT)!CAPACITANCECP=Q/V,WHEREV=1VEPZ0=8.854E-12!FREESPACEPERMITTIVITYPI=3.1415!PICONSTANTC=EP33*EPZ0*PI*A**2/T!ANALYTICALCAPACITANCE/COM,2-DCAPACITANCE(ANALYTICAL)=%C%,F/COM,2-DCAPACITANCE(ANSYS)=%CP%,FFINI/COM,--------------------------------------------------------------/COM,FINITEELEMENTMODELOFRLC-CIRCUIT/COM,--------------------------------------------------------------/PREP7DDELE,NTOP,VOLT!DELETEVOLTAGELOADONTOPELECTRODEET,2,CIRCU94,0!DEFINEARESISTORR=3000!RESISTANCE,OHMR,1,RN,1TYPE,2REAL,1E,1,NTOPET,3,CIRCU94,1!DEFINEANINDUCTORL=15!INDUCTANCE,HR,2,LN,2TYPE,3REAL,2E,2,1ET,4,CIRCU94,4!DEFINEAVOLTAGESOURCEV=1!VOLTAGELOAD,VR,3,VN,3TYPE,4REAL,3E,2,NBOT,3FINI/SOLUANTYPE,TRANS!TRANSIENTANALYSISNSUB,100!NUMBEROFTIMESTEPSTIME,2E-3!ANALYSISTIME,STINTP,,0.25,0.5,0.5!INTEGRATIONPARAMETERSFORAPIEZOELECTRICANALYSISOUTRES,ALL,ALLSOL