晨晨和琪琪 发表于 2015-6-16 17:14:18

用ANSYS做PZT薄圆片模态分析的几点疑问

刚刚开始做导师的一个关于PZT超声换能器的项目。前期通过查找资料了解到:在理论上,对厚度方向极化的PZT薄圆片,沿厚度方向施加电场,低频时PZT薄圆片有径向振动的模态,高频时有厚度方向振动的模态。所以最近我的工作是:想用ANSYS对一个PZT薄圆片进行模态分析,看是否存在上述两种(或者更多种)振动方式,及其对应的频率。但是遇到了下面几个疑问:

1. 我是用solidworks建三维模型导入ANSYS。在建立PZT薄圆片的模型时,是否只用建立一个简单的薄圆柱体就可以,即需要考虑PZT圆片上下面的铜电极吗?若要考虑,在建模时铜电极的厚度大约取PZT厚度的多少比较合理呢?(我看有篇论文上取的和PZT厚度相等,都是0.6mm,感觉有点夸张)

2. PZT薄圆环沿厚度方向的极化是通过输入三个矩阵(介电常数、压电常数、弹性常数)来实现的吗?对于PZT-4材料厚度极化,这三个矩阵应该已经公布了吧?可以查手册查出吗?

3. 我就仅仅想看看厚度极化的PZT薄圆片在施加厚度方向电场的情况下,所有的振动方式和模态。用加边界条件吗(比如周向固定什么的)?经常见论文上有时设置上下表面短路,是什么目的?我做这个模态分析也要在短路状态下吗?

4.下面命令流在定义弹性矩阵时,TBDATA后面的1,7,12,16等数字,是指在6x6矩阵中从左往右,从上往下数第几个数开始吗?
TB,ANEL,1
TBDATA,1,13.9E10,7.78E10,7.43E10
TBDATA,7,13.9E10,7.43E10
TBDATA,12,11.5E10
TBDATA,16,2.56E10
TBDATA,19,3.06E10
TBDATA,21,3.06E10

问题有点多,期待大家的帮助~:) 非常感谢:)

tzhdacy 发表于 2015-8-18 11:39:01

1,电极是否考虑要根据你需要的pzt的厚度,这个厚度是要考虑你的工作频率。如果你是超高频比如上M频率以上,厚度自然不能厚,电极的厚度需要考虑。
2,这三个参数矩阵分别为根据你选取的类型都有对应参数,可以google查找到。
3,开短路的状态在help中vm126有比较详细说明。
4,6x6的是对称矩阵,1,7 ,12,16是对角线的对应值。
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