WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 || 3 |

Рис. 14. Информационное окно Рис. 15. Диалоговая панель Contour Nodal Solution Data Для отображения результатов в виде векторов необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu General Postproc Plot Results Vector Plot – Predefine. В появившейся диалоговой панели Vector Plot of Predefined Vectors в графе Item Vector item to be ploted выбрать DOF solution – Translation U и щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке ОК (рис. 17). В графическом окне программы ANSYS отобразится деформация балки в виде векторов (рис. 18). Закрыть все открывшиеся окна.

1 ANSYS 5.FEB 27 10:39:NODAL SOLUTION STEP=SUB =TIME=USUM (AVG) RSYS=PowerGraphics Y EFACET=AVRES=Mat MNX Z DMX =.363E-SMX =.363E-.404E-.808E-.121E-.162E-.202E-.242E-.283E-MX.323E-.363E-Рис. 16. Напряженно-деформированное состояние балки под действием внешнего ускорения Рис. 17. Диалоговая панель Vector Plot of Predefined Vectors 1 ANSYS 5.FEB 27 11:11:VECTOR STEP=SUB =TIME=U NODE=MIN=Y MAX=.363E-X Z.404E-.808E-.121E-.162E-.202E-.242E-.283E-.323E-.363E-Рис. 18. Деформация балки в виде векторов Для построения зависимости отклонения балки под действием внешнего ускорения по ее длине, необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu General Postproc Path Operations. В появившемся меню Path Operations необходимо выбрать команду Define Path By Nodes. С помощью панели указания выберем точки 4 и 7. В появившейся диалоговой панели By Nodes (рис. 19) в графе Define Path Name: необходимо ввести имя пути (например, 1).

Рис. 19. Диалоговая панель By Nodes Далее необходимо выполнить следующую последовательность действий:

Main Menu General Postproc Path Operations – Map onto Path. В появившейся диалоговой панели Map Results Items onto Path в графе User label for item необходимо указать имя пути, а в графе Item, Comp Item to be mapped – Translation USUM. Для отображения зависимости в графическом окне программы ANSYS необходимо выполнить следующие действия: Main Menu General Postproc Path Operations – Plot Path Item – On Graph. В появившейся диалоговой панели Plot of Path Items on Graph в графе Lab1-6 Path items to be graphed необходимо выбрать имя создаваемой зависимости и левой кнопкой «мыши» щелкнуть на клавише ОК (рис. 20). В графическом окне программы ANSYS отобразить зависимость отклонения балки от ее длины под действием внешнего ускорения (рис. 21). Закрыть все открывшиеся окна.

Рис. 20. Диалоговая панель Plot of Path Items on Graph (x10**-11) 1.1.1.1.1......(x10**-4) DIST Рис. 21. Зависимость отклонения балки от ее длины 3. МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ Целью модального анализа является определение собственных форм и частот колебаний микромеханических компонентов.

Для проведения модального анализа консольной балки (с размерами 100 мкм х 10 мкм х 10 мкм) необходимо выполнить следующие этапы:

10. Задать тип конечного элемента. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete. В окне Element Type щелчком левой клавиши манипулятора «мышь» на кнопке Add открыть окно Library of Element Type (см. рис.

1). Выбрать следующий элемент: Structural – Solid – Brick 8 node 45. Закрыть все открывшиеся окна.

20. Задать свойства материала. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Material Props Constant – Isotropic…. В появившемся окне Isotropic Material Properties задать номер материала и щелкнуть «мышей» на кнопке ОК. В появившемся окне задать свойства материала. Для проведения модального анализа механических компоненто, необходимо задать модуль Юнга (Young’s modulus), коэффициент Пуассона (Poisson’s ratio) и плотность материала (Density) (см. рис. 2). Закрыть все открывшиеся окна.

30. Создание геометрической модели балки методом «сверху-вниз». В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Modeling – Create Volumes – Block By Dimensions…. В диалоговой панели Create Block by Dimensions необходимо задать продольные и поперечные размеры балки (рис. 22). В графическом окне появится геометрическая модель консольной балки (рис. 23). Так как при создании геометрической модели использовалась методика сверху-вниз, то поверхности, грани и точки данного элемента создаются автоматически. Закрыть все открывшиеся окна.

40. Создание конечно-элементной модели балки. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Meshing – Mesh Volumes – Mapped 4 to 6 sides. Выбрать геометрическую модель и в окне Mesh Volumes щелкнуть левой кнопкой «мыши» на кнопке ОК. В графическом окне программы ANSYS появится конечно-элементная модель балки (см. рис. 9). Закрыть все открывшиеся окна.

50. Наложить граничные условия. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Solution Loads – Apply Structural – Displacement On Areas. В графическом окне выбрать одну из сторон балки сечением 10х10 мкм и в окне Apply U,ROT on Areas щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке ОК. В появившемся окне в графе DOFs to be constrained выбрать All DOFs, в графе Apply as – Constant value, и в графе Displacement value ввести 0. Нажать кнопку ОК. Закрыть все открывшиеся окна.

60. Задание типа анализа. Для этого необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Solution Analysis Type – New Analysis…. В появившемся диалоговой панели New Analysis выбрать опцию Modal и нажать на кнопке ОК (см. рис. 12).

70. Задание параметров модального анализа. Для этого необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Solution Analysis Type – Analysis Options…. В графах No. of modes to extract и No. of modes to expand диалоговой панели Modal Analysis ввести количество искомых собственных форм колебаний (рис. 24). Левой клавишей «мыши» щелкнуть на кнопке ОК. В появившейся на экране диалоговой панели Subspace Modal Analysis в графе FREQB ввести значение частоты, с которой будет производиться анализ, и в графе FREQE – значение до которого будет проводиться анализ (100 МГц) (рис. 25).



Рис. 22. Диалоговая панель Create Block by Dimensions Y Z X Рис. 23. Геометрическая модель консольной балки Рис. 24. Диалоговая панель Modal Analysis 80. Решение. Для этого необходимо выполнить последовательность действий: Main Menu Solution Solve – Current LS. После выполнения решения на экране появится информационное окно (см. рис. 14). Для продолжения работы необходимо щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке Close.

90. Загрузка результатов анализа. В главном меню необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu General Postproc Results Summary. В появившейся диалоговой панели Results File будут приведены все найденные собственные формы колебаний и соответствующие им частоты (рис. 26). Для загрузки необходимо выбрать собственную форму и щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке Read. Закрыть диалоговую панель.

100. Просмотр напряженно-деформированного состояния. В главном меню необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu General Postproc Plot Results Contour Plot – Nodal Solu… В появившейся диалоговой панели Contour Nodal Solution Data в поле Item to be contoured выбрать DOF solution – Translation USUM и щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке ОК (рис. 27). В графическом окне программы ANSYS будет отображена первая собственная форма колебания рассматриваемой балки (рис. 28).

Рис. 25. Диалоговая панель Subspace Modal Analysis Рис. 26. Диалоговая панель Results File Рис. 27. Диалоговая панель Contour Nodal Solution Data 1 ANSYS 5.FEB 2 15:59:NODAL SOLUTION STEP=SUB =FREQ=.145E+Y USUM (AVG) MN RSYS=Z X PowerGraphics EFACET=AVRES=Mat DMX =SMX =MX Рис. 28. Первая собственная форма колебания консольной балки (f =14,5 кГц) Для сохранения результатов моделирования необходимо в меню утилит выполнить следующую последовательность действий: Utility Menu PlotCtrls Write Metafile Invert White/Black. В появившемся окне Windows выбрать папку, название файла и щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке «Сохранить».

4. ГАРМОНИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ Целью гармонического анализа является построение амплитудно-частотных и фазочастотных характеристик (АЧХ и ФЧХ, соответственно) микромеханических компонентов.

Для проведения гармонического анализа консольной балки (с размерами 100 мкм х 10 мкм х 10 мкм) необходимо выполнить следующие этапы:

10. Задать тип конечного элемента. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete. В окне Element Type щелчкнуть левой клавишей манипулятора «мышь» на кнопке Add открыть окно Library of Element Type(см.

рис. 1). Выбрать следующий элемент: Structural – Solid – Brick 8 node 45. Закрыть все открывшиеся окна.

20. Задать свойства материала. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Material Props Constant – Isotropic…. В появившемся окне Isotropic Material Properties задать номер материала и щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке ОК. В появившемся окне задать свойства материала. Для проведения модального анализа механических компонентов необходимо задать модуль Юнга (Young’s modulus), коэффициент Пуассона (Poisson’s ratio) и плотность материала (Density) (см. рис. 2). Закрыть все открывшиеся окна.

30. Создание геометрической модели балки методом «сверху-вниз». В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Modeling – Create Volumes – Block By Dimensions….(см. рис. 21 и 22). Закрыть все открывшиеся окна.

40. Создание конечно-элементной модели балки. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Meshing – Mesh Volumes – Mapped 4 to 6 sides. Выбрать геометрическую модель балки и в окне Mesh Volumes левой кнопкой «мыши» щелкнуть на кнопке ОК. В графическом окне программы ANSYS появится конечно-элементная модель баки (см. рис. 9). Закрыть все открывшиеся окна.

50. Наложить граничные условия. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Solution Loads – Apply Structural – Displacement On Areas. В графическом окне выбрать одну из сторон балки сечением 10х10 мкм и в окне Apply U,ROT on Areas щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке ОК. В появившемся окне в графе DOFs to be constrained выбрать All DOFs, в графе Apply as – Constant value, и в графе Displacement value ввести 0. Нажать кнопку ОК. Закрыть все открывшиеся окна.

60. Приложить к микромеханическому компоненту внешнюю силу. Для этого необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Solution Loads – Apply Structural – Force/Moment On Keypoints. В графическом окне выбрать необходимые точки (в нашем случае это точки 4 и 6) и в панели указания Apply F/M on KPs щелкнуть «мышей» на кнопке ОК. В появившейся диалоговой панели задать направление действия силы (Direction of force/mom) и ее значение – Force/moment value (100 нН) (рис. 29). В графическом окне появится сеточная модель консольной балки с приложенной нагрузкой (рис. 30). Стрелки указывают направление действия внешней нагрузки.





Рис. 29. Диалоговая панель Apply F/M on KPs Рис. 30. Сеточная модель консольной балки с приложенной нагрузкой 70. Задание типа анализа. Для этого необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Solution Analysis Type – New Analysis…. В появившемся диалоговой панели New Analysis выбрать опцию Harmonic и нажать на кнопке ОК (см. рис. 12).

80. Задание параметров гармонического анализа. Для этого необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Solution Analysis Type – Analysis Options…. В графе DOF printout format диалоговой панели Harmonic Analysis выбрать Amplitud + phase и щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке ОК (рис. 31). В появившемся диалоговом окне Full Harmonic Analysis задать тип решателя (Equation solver) и точность (Tolerance) (рис. 32). Закрыть текущее окно.

Рис. 31. Диалоговая панель Harmonic Analysis Рис. 32. Диалоговая панель Full Harmonic Analysis 90. Задание диапазона частот для построения АЧХ и ФЧХ. Для этого необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Solution Load Step Opts – Time/Frequenc Freq and Substeps…. В появившейся диалоговой панели Harmonic Frequency and Substep Options в графе Harmonic freq range ввести диапазон частот (от 20 до 32 МГц), а в графе Number of substeps – количество шагов (100) (рис. 33).

100. Решение. Для этого необходимо выполнить последовательность действий: Main Menu Solution Solve – Current LS. После выполнения решения на экране появится информационное окно (см. рис. 14). Для продолжения работы необходимо щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке Close.

110. Загрузка результатов анализа. Для этого необходимо выполнить последовательность действий: Main Menu TimeHist Postpro Define Variables…. В появившейся диалоговой панели Defined Time-History Variables необходимо щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке Add. В открывшейся диалоговой панели Add Time-History Variables выбрать Nodal DOF results и щелкнуть «мышей» на кнопке ОК (рис. 34). В графическом окне выбрать точку и в панели указания Define Nodal Data щелкнуть левой клавишей мыши на кнопке ОК. В появившейся диалоговой панели Define Nodal Data выбрать данные, которые необходимо просмотреть и щелкнуть на кнопке ОК (рис. 35). Закрыть окно Defined Time-History Variables.

Рис. 33. Диалоговая панель Harmonic Frequency and Substep Options Рис. 34. Диалоговые панели Defined Time-History Variables и Add Time-History Variables 120. Просмотр результатов анализа. Для этого необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu TimeHist Postpro Graph Variables… В появившейся диалоговой панели Graph Time-History Variables в графе NVAR1 1st variable to graph ввести цифру 2 и щелкнуть левой клавишей «мыши» на кнопке ОК (рис. 36). В графическом окне появится амплитудно-частотная характеристика рассматриваемой микромеханической балки (рис. 37).

Для просмотра фазочастотной характеристики необходимо выполнить следующую последовательность действий: Main Menu TimeHist Postpro Settings Graph… В появившейся диалоговой панели Graph Settings в опции [PLCPLX] Complex variable необходимо выбрать Phase angle (рис. 38).

Рис. 35. Диалоговая панель Define Nodal Data Рис. 36. Диалоговая панель Graph Time-History Variables (x10**-10) VALU UY (x10**4) 2000 2200 2400 2600 2800 3000 2100 2300 2500 2700 2900 3100 FREQ Рис. 37. Амплитудно-частотная характеристика микромеханической балки Рис. 38. Диалоговая панель Graph Settings Далее необходимо повторить следующую последовательность действий:

Main Menu TimeHist Postpro Graph Variables… В графическом окне появится ФЧХ рассматриваемой микромеханической балки (рис. 39).

VALU UY (x10**4) 2000 2200 2400 2600 2800 3000 2100 2300 2500 2700 2900 3100 FREQ Рис. 39. Фазочастотная характеристика микромеханической балки 5. АНАЛИЗ ТЕПЛОВЫХ ПРОЦЕССОВ Для проведения анализа тепловых процессов элементов МСТ необходимо выполнить следующие этапы:

10. Выбрать тип решаемой задачи. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preferences. В диалоговой панели Preferences for GUI Filtering в графе Individual discipline(s) to show in the GUI необходимо выбрать Thermal (рис. 40).

20. Задать тип конечного элемента. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete. В окне Element Type щелчком левой клавиши манипулятора «мышь» на кнопке Add открыть окно Library of Element Type (см. рис.

1). Выбрать следующий элемент: Thermal – Solid – Quad 8 node 77. Закрыть все открывшиеся окна.

30. Задать свойства материала. В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Material Props Constant – Isotropic…. В появившемся окне Isotropic Material Properties задать номер материала и щелкнуть «мышей» на кнопке ОК. В появившемся окне задать свойства материала. Для проведения анализа тепловых процессов элементов МСТ необходимо задать коэффициент теплопроводности (КХХ=150) (см. рис. 2). Закрыть все открывшиеся окна.

Рис. 40. Диалоговая панель Preferences for GUI Filtering 40. Создание двумерной геометрической модели методом «сверху-вниз».

В главном меню выполнить следующую последовательность действий: Main Menu Preprocessor Modeling – Create Arears – Rectangle By Dimensions…. Закрыть все открывшиеся окна.

Pages:     | 1 || 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.