ANSYS静力学分析

实验报告（四）

一、实验目的：掌握静力学分析；验证理论分析结果；对不同形状膜的分析结果进行对比。

二、实验器材：能够安装ANSYS软件，内存在512MHz以上，硬盘有5G空间的计算机。

三、实验说明

1、基本思路：建模与网格化；静力学分析；对结果进行分析和比较。

2、问题描述：许多压力传感器的工作原理是将受压力作用而变形的薄膜硅片中的应变转换成所需形式的电输出信号，比较的膜形状有圆形. 正方形. 长方形。

四、实验内容及步骤

（一）、圆形薄膜（自由式网格划分）

1、先建立一个圆形薄膜：Main Menu—>Preprocessor —>Modeling—>Create—>Volumes—>Solid Cylinder.弹出一个对话框，输入WPX=0，WPY=0，Radius=300e-6,Depth=13.887e-6，单击[OK]。设置单元类型：Main Menu—>Preprocessor—>Element Type —>Add/Edit/Delete,弹出一个对话框，点击[Add],在Library Of Element Type下拉列表框中选择Structural Solide 项，在其右侧下选择Brick 8node 45选项，单击[OK]。再点击Close.

2、设置材料属性：Main Menu —>Preprocessor —>Material Props —> Material Models,弹出一个对话框，在Material Models Available 下双击打开Structural —>Linear —>Elastic —>Isotropic ，又弹出一对话框，在EX 后面输入

1.9E11，在PRXY 后面输入栏中输入0.3，在双击Density,在DENS 后面输入

2.33e3,单击[OK]。关闭对话框。设置单元尺寸：Main Menu —>Preprocessor —>Meshing —>Mesh Tool,弹出一个对话框，单击Global 中的Set 按钮，弹出Global Element Sizes 对话框，输入size=5e-006,然后单击

[OK]。 1X

Y

Z 09060242-44-sunguoliang

MAR 20 2012

14:30:27

VOLUMES

TYPE NUM 3、采用自由式网格化生成单元：Main

Menu>Preprocessor>meshing>meshtool 弹出一个对话框，选择Shape 后面的Tet,Free,.然后单击Mesh ，在单击[OK]。施加约束：Main Menu —>Solution —>Define Loads —>Apply —>Structural —>Displacement —>On Areas.拾取圆的周围面，然后单击[OK], 选择ALL DOF ，单击[OK]。

4、施加载荷：Main Menu —>Solution —>Define Loads —>Apply —>Structural —>Pressure —>On Areas 拾取薄膜上表面，然后单击[OK],出现一个对话框，在Value Load Pres Values 后面输入100000，单击[OK]。 1X

Y

Z 09060242-44-sunguoliang

MAR 20 2012

14:37:13

ELEMENTS

5、求解：Main Menu —>Solution —>Solve —>Curentls LS 弹出一信息框和一对话框，单击File —>Close,单击 [OK]，出现一个Solution

Is Done 的信息提示框时，单击Close 按钮。Utilitymenu —>File —>Save As.输入Plate-Resu,.单击[OK]。 1X

Y

Z 09060242-44-sunguoliang

MAR 20 201215:21:34

ELEMENTS

U

NFOR

RFOR

PRES

1000006、显示节点位移云图：Main Menu —>General Postproc —>Plot Results —>Contour Plot —>Nodal Solu,出现对话框：在Contour Nodal Solution Data 对话框中选择Item To Be Contoured —>Nodal Solution —>Dof Solution —>Displacement Vector Sum.然后单击

[OK]。

1MN MX

X

Y

Z 09060242-44-sunguoliang

0.238E-07.476E-07.714E-07.952E-07.119E-06.143E-06.167E-06.190E-06.214E-06

MAR 23 201208:09:29

NODAL SOLUTION

STEP=2

SUB =1

TIME=2

USUM

RSYS=SOLU

DMX =.214E-06

SMX =.214E-067、显示节点应力云图：Main Menu —>General Postproc —>Plot Results —>Contour Plot —>Nodal Solu ，出现对话框：在Contour Nodal Solution Data 对话框中选择Item To Be Contoured —> Nodal Solution —>Stress —>Von Mises Stress,然后单击[OK]。