内容发布更新时间 : 2025/4/1 2:38:56星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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

E?c11???E C???????Ec12Ec22Ec13Ec23Ec33Ec14Ec24Ec34Ec44Ec15Ec25Ec35Ec45Ec55E?c16E?c26?E?c36E?c46?E?c56?Ec66??对称

?e11?e?21?ee??31?e41?e51??e61e12e22e32e42e52e62e13?e23??e33?? e43?e53??e63???1S1????S???2S2? S???33??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

r1 10mm r2 17mm r3 20mm h 10mm tj 0.5mm ty 0.5mm td 3mm

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－》File－》Change 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：实用菜单－》File－》Change 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：File－》Save as ,出现对话框，保存文件名为title.db。