硅微加速度计的实体建模及网格化分和加载求解分析.docVIP

硅微加速度计的实体建模及网格化分和加载求解分析 实验目的 1、学会如何进行实体建模和实体的基本结构分析； 2、学会如何将实体网格化并求解； 3、学会如何对求解结果后处理并据此优化设计模型。 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 实验说明 （一）、基本思路： 1．建立模型及网格化 2．六阶模态分析 3．静力分析 4．瞬态分析 （二）、问题描述： 本实验所研究的硅微加速度计的结构设计参数主要有：质量块238*200*80，梁320*40*30，这些结构设计参数的取值受到的主要限制有：(1)现有硅制造工艺水平；(2)材料的钢度、强度；(3)加速度计量程。首先，我们根据设计指标、现有工艺水平及已有文献，赋于这些设计参数初始值，然后再进行校核，不断优化尺寸，最终确定初始值。 我们先假设给定框架的尺寸为：978*940*80（和质量块的厚度一样厚）进行建模。 实验内容及步骤 （一）、实体建模 1、生成三块长方体 Main Menu Preprocessor Modeling Create Volumes Block By Dimensions输入x1=0，x2=978 ；y1=0，y2=940；z1=0，z2=80，单击apply。再输入x1=50，x2=928 ；y1=50，y2=890；z1=0，z2=80单击apply。最后输入x1=370，x2=608 ；y1=370，y2=570；z1=0，z2=80单击ok，结果如图1所示： 图1 2、挖去最小块和次块之间的部分 Main Menu Preprocessor Modeling Operate Booleans Subtract Volumes 然后拾取最大的长方体，单击apply，再拾取次大的那块长方体单击ok，如图2 所示： 图2 3、生成四根梁 Main Menu Preprocessor Modeling Create Volumes Block By Dimensions输入x1=469，x2=509 ；y1=50，y2=370；z1=25，z2=55，单击ok如图所示： Main Menu Preprocessor Modeling Copy Volume拾取上步建立的小长方体,点击Apply, DY输入520 重复上面的操作步骤：x1=50，x2=370；y1=450，y2=490；z1=25，z2=55，在copy时，DX输入558，单击ok，如图所示： 5、体相加 Main Menu Preprocessor Modeling Operate Booleans Add Volumes拾取 All （二）、网格划分 1. 定义单元类型 Main MenuPreprocessorElement Type Add/Edit/Delete ...选 “Structural-Solid”，“10Node 92”单击OK 2. 定义材料特性 (弹性模量)EX=1.69e11 PRXY=0.3 DNST=2.3e3 3．划分网络 Main MenuPreprocessorMesh Tool... ① 将智能网格划分器（ Smart Sizing ）设定为 “on” ② 将滑动码设置为 “5” ③ 确认Mesh Tool的各项为: Volumes, Tet, Free ④ MESH—Pick All ⑤ 关闭 Mesh Tool 结果如图所示： （三）、模态分析（六阶） 1、施加约束 MainMenusolutiondefineloadsapplystructuraldisplacementon areas.拾取模型四周，然后单击OK. 又出来一个对话框，选择ALL DOF.单击OK。 2、指定分析选项 Main Menu Solution Analysis Type New Analysis→“Modal”(模态分 析) 3、分析选型设定 Main Menu Solution Analysis Type Analysis Options将弹出模态分析选项对话框，在对话框中指定Mode extraction method (模态提取方法)为Block Lanczos (分块兰索斯法)，并指定No. of modes extract (提取模态的阶数)为6 ,将Expand mode shapes (模态扩展)设置为“YES”，这样ANSYS程序在进行模态求解的同时将完成模态的扩展不需要再单独进行模态扩展。单击ok按钮，将会弹出Block Lanczos Method (兰索斯法模态分析选项)对话框，在对话框中对模态提取的范围进行