Pumpov

Пьезоэлектрики в Static Structural

Pinned posts

Добрый день.

 

Столкнулся сначала с проблемой, что не удается без GUI в Ansys 14.0 задавать пьезоэлектрические свойства и нагрузки для расчета в Static Structural.

Посмотрел tutorials на youtube, в том числе за авторством @soklakov, за что спасибо.

Только вот при применении стандартных Commands ничего не происходит, по неясной причине.

Для примера, задаю тело - прямоугольный параллелепипед, делаю Named Selections двух противоположных граней:

Electrode.png.798691cea29b23093c6f9571b9495768.png

Затем, задаю свойства пьезоэлектрика, с учетом того, что у сетки Hex Dominant Method (226):

Cmd_mat.png.bfaf55ff2f9592869d56e115a534f326.png

Выставляю нагрузку:

Cmd_d.png.e8738e4ee28e111ec12b16b7d41885c5.png

В результате, в решении, с телом ничего не происходит просто...

Чтобы проверить, я пробовал для примера задать давление:

d, POS, PRES, 10000

ничего так же не произошло, а в Solution Information было написано "An inactive degree of freedom label (PRES) was found on the D command",

"The current degree of freedom set is: UX UY, UZ, VOLT".

 

Кстати, аналогично и про VOLT было ранее написано, вместе с "The current degree of freedom set is: UX UY, UZ". Потом почему-то перестало.

Но все-равно желанного обратного пьезоэффекта в решении не наблюдается.

 

Share this post


Link to post
Share on other sites


UnPinned posts

Сам разобрался, не без того, что вспомнил совет из видеоролика от @soklakov, что лучше выбрать Solver Type "Direct", нежели "Program Controlled", в этом главный ключ оказался.

И надо писать не "mat", или что-то произвольное, а "matid".

Сбило еще то, что сначала, вместо "mat", было "matid", и решение вообще не срабатывало (красная молния). Потом, я заметил, что при замене "matid" на другое слово, решение стало срабатывать, но без какого-либо эффекта, относительно начального состояния. Такая вот короткая сага проб и ошибок.

 

А насчет задания давления - там "sf" нужно, а не "d", я перепутал. В Help написано, что при "d" можно задавать давление PRES во FLOTRAN fluid labels ...

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

Еще раз здравствуйте.

Очень прошу помочь тех, кто знаком с пьезоэлектричеством в ANSYS. Вопрос связан с поперечным пьезоэффектом.

Поясню на конкретном простом примере.

Рассматриваю, для начала, тело из изотропного по механической упругости материала. Тело - кубик, для простоты.

Т.к. длины всех его сторон одинаковы, то коэффициент Пуассона связывает не только относительные, но и абсолютные малые деформации по различным измерениям.

Далее. Если между противоположными гранями кубика, по направлению Х, приложить напряжение V_1, то в случае продольного пьезоэффекта:

dlx.png.786430a55acd3b49be005994b3c2d169.png, dlyz.png.732b887ef3d075f841995856349ec9c9.png.

Так и сработало при моделировании.

А вот с поперечным пьезоэффектом в ANSYS, не могу понять, в чем дело.

Я полагал, что при задании - tbdata,4,"number" - только коэффициента e21, деформации должны быть:

dly_e21.png.60396bc2e12ee579e04ea09fc17d2f37.png,dlxz_e21.png.d02d3e6ac7d0546ec40c3bdce93957d4.png.

А ANSYS, при этом, выдает следующие характерные деформации:

 

DefY.png.937267d198ef535c9aaa4b453578a1c8.png

DefX.png.d8d37af1806f3a1d1f5c3d7f6916d33c.png,DefZ.png.325d10ad40c10d2fc10f234c1610ebfc.png.

Ожидал, что качественно, с точностью до знаков, получится так:

e22.png.4c104762f70f60ecdd59021fbaa5fdca.png

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites
12 часа назад, Pumpov сказал:

тело из изотропного по механической упругости материала.

допустим, не работает пьезоэффект на изотропных телах. начинайте сразу с ортотропного. просто параметры одинаковые задайте, если очень изотропного хочется. и расскажите,что получилось)

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 час назад, soklakov сказал:
23 часа назад, Pumpov сказал:

тело из изотропного по механической упругости материала.

допустим, не работает пьезоэффект на изотропных телах. начинайте сразу с ортотропного. просто параметры одинаковые задайте, если очень изотропного хочется. и расскажите,что получилось)

 

Ок! Будем проверять...

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 6   Posted (edited)

В 05.10.2018 в 21:39, soklakov сказал:

допустим, не работает пьезоэффект на изотропных телах. начинайте сразу с ортотропного. просто параметры одинаковые задайте, если очень изотропного хочется. и расскажите,что получилось)

Заработало! Спасибо большое за подсказку!

Кстати, нужно было ввести еще значения perx, pery, perz. Хотя них, при заданном напряжении между двумя гранями кубика, здесь ничего не зависит.

 

Правильно ли я понимаю, что при задании пьезоэлектрической матрицы e_ij с помощью Commands (если версия 14.0), не нужно никак указывать направление Polarization Axis? В том смысле, что значения e_ij, с учетом знаков, полностью определяют свойства пьезоэлектрика.

Edited by Pumpov
Дополнение.

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 09.10.2018 в 10:26, Pumpov сказал:

Правильно ли я понимаю, что при задании пьезоэлектрической матрицы e_ij с помощью Commands (если версия 14.0), не нужно никак указывать направление Polarization Axis?

так или иначе ось будет. 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Добрый день ещё раз.

 

Обнаружил  эффект, что расчет прогибов вследствие обратного пьезоэффекта в Static Structural сильно зависит от качества и размера сетки.

 

Для примера:

Берем тонкий диск, делаем Fixed Support боковой поверхности, задаем между верхней и нижней круговыми гранями разность потенциалов, включаем расчет деформации в поперечном направлении.

При грубой сетке, Coarse, получается прогиб в одну сторону, а при достаточно мелкой, Fine, прогиб уже в другую сторону. Это при том, что по толщине диск размельчен достаточно сильно с помощью Edge Size.

Кроме того, если сетка строится несимметрично в плоскости круговой грани, то ANSYS может выдать прогиб в виде "смещенного от центра холма".

Т.е. пьезоанализ такой привередливый? С приложением давления или сил не помню заметных перекосов.

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites

@Pumpov , было бы лучше что-то вроде "делаю так - получается одно, делаю эдак - другое. вот проект". ну или хотя бы картинки-графики. и без субъективныхъ оценок "достаточно".

3 часа назад, Pumpov сказал:

Т.е. пьезоанализ такой привередливый?

а в целом - да)

1 person likes this

Share this post


Link to post
Share on other sites
4 часа назад, Pumpov сказал:

С приложением давления или сил не помню заметных перекосов.

у меня было, я вот недавно только узнал:blush2:, что стоит "ограничивать" максимальный шаг. бывает "проскакивает", и решение немного по-другому себя ведет.

Share this post


Link to post
Share on other sites
16 минут назад, soklakov сказал:

@Pumpov , было бы лучше что-то вроде "делаю так - получается одно, делаю эдак - другое. вот проект". ну или хотя бы картинки-графики.

Конкретнее.

Диск, диаметр 254 мм, толщина 1 мм. Fixed Support на боковой поверхности.

Электрическое напряжение (потенциалы) на всей верхней грани – 1000 В, на всей нижней – 0 В.

e33 – положителен; e13, e23 – отрицательные, примерно в 1.8 раз меньше по модулю; e42, e51 – я так понял, здесь не влияют.

Сетка MultiZone, 8 слоев по толщине Edge Size. Сначала был расчет Coarse, потом – Fine.

Считал с помощью Symmetry, 1/2-ю диска. Хотел сначала 1/4-ть, но из-за краевого эффекта в центре там вообще некрасивый выступ, как Чертов Палец на горе;)

 

Coarse.png.8466fb31b34c92407d932e9e271c80b0.pngprogib_W_Coarse.png.15419a71eedda630c8c4e8a1bb57b15a.png

Fine.png.b93721a8c73da7ff09a25e2fc6744088.pngprogib_W_Fine.png.ff92c12ece4be392d7732417cb728518.png

Пластина по физике должна выгибаться вниз. Но как объяснить, что при грубой сетке – не просто другие числа, а принципиально неверный результат...

 

3 минуты назад, Mrt23 сказал:
4 часа назад, Pumpov сказал:

С приложением давления или сил не помню заметных перекосов.

у меня было, я вот недавно только узнал:blush2:, что стоит "ограничивать" максимальный шаг. бывает "проскакивает", и решение немного по-другому себя ведет.

Максимальный шаг - размер ячейки сетки?

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 12   Posted (edited)

7 минут назад, Pumpov сказал:

Максимальный шаг - размер ячейки сетки?

не могу сказать, я ставлю Т/100 если очень аккуратно нужно приложить нагрузку, либо Т/20, когда все "предсказуемо".

я про нелинейный расчет.

Edited by Mrt23

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 13   Posted (edited)

В 15.10.2018 в 16:15, Pumpov сказал:

Пластина по физике должна выгибаться вниз. Но как объяснить, что при грубой сетке – не просто другие числа, а принципиально неверный результат...

 

Похоже, что ошибся. При зажатой боковой поверхности вклада в прогиб не будет от поперечного пьезоэффекта. Только малые прогибы ("мениски" - в противоположные направления по вертикали) от продольного эффекта должны быть. Но, кстати, даже если задать нулевым e33, то ANSYS тем не менее выдает прогибы верхней и нижней круговых граней, причем, в одинаковом направлении, аналогично случаю свободного опирания (только на два порядка меньше величиной).  Численная ошибка?

Edited by Pumpov

Share this post


Link to post
Share on other sites
В 17.10.2018 в 15:25, Pumpov сказал:

Численная ошибка?

в 95% процентов случаев:

В 17.10.2018 в 15:25, Pumpov сказал:

Похоже, что ошибся.

Виноват пользователь.

Share this post


Link to post
Share on other sites

ID: 15   Posted (edited)

Добрый день. Есть дополнительный вопрос о Piezoelectric Analysis.

Вопрос связан с конвертированием piezoelectric strain matrix [d] в piezoelectric stress matrix [e].

В Help моей версии https://www.sharcnet.ca/Software/Fluent14/help/ans_thry/thy_coup2.html говорится, что можно использовать ввод данных в виде [d], но при этом надо использовать в моем случае, я понял - TB,PIEZ,MATID,,,1 (TBOPT = 1); температура у меня не меняется, я пропускаю NTEMP и NPTS.

 

ANSYS выдает ошибку: An unknown error ocurred during solution. Check the Solver Output on the Solution Information object for possible causes.

 

В Solution Information: No ANEL table exists for material 1. Cannot convert the piezoelectric strain matrix [d] to piezoelectric stress matrix [e].

 

Для определения матрицы [c] предлагают использовать TB,ANEL комманду. Но если я в Engineering Data уже ввел все модули упругости и коэффициенты Пуассона для данного (в моем случае ортотропного) пьезоэлектрика, то разве нужно снова эти данные вводить с помощью TB,ANEL? Последняя команда определяет анизотропные упругие свойства. Или надо ввести все коэффициенты через TB,ANEL так, чтобы получался частный случай ортотропного упругого тела? Если так, то можно ли альтернативно этой команде в Engineering Data выбрать Anisotropic Elasticity и там забить все D_ij ?

 

Вообще проверил, что при задании TB,PIEZ,MATID,,,0 (TBOPT = 0) программа работает, как и должна по умолчанию.

 

 

 

Edited by Pumpov
space

Share this post


Link to post
Share on other sites
23 часа назад, Pumpov сказал:

Если так, то можно ли альтернативно этой команде в Engineering Data выбрать Anisotropic Elasticity и там забить все D_ij ?

а попробовать?

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!


Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.


Sign In Now

  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.



  • Сообщения

    • solexcnc
      подниму тему...наконец-то нашли решение...всем спасибо за советы ниже привожу отработанную программу для резьбофрезы, может кому понадобится (нарезается резьба М8 с шагом 1.25, резьба режется насквозь, на диаметре 12мм)   #101=54 (G54-G59)
      #120=20. (X BEZOPASNOSTI)
      #115=-10.(KOORDINATA OTVERSTIYA PO Z)
      #107=8.1 (D OTV.)
      #108=6.5 (D FREZI)
      #109=0.5 (UGOL APPROKSIMACII KRATNO 360)
      #102=15. (X VERH)
      #103=-15. (X NIZ)
      #104=2.5 (SHAG PO X KRATNO GLUBINE)
      #105=100(F)
      #106=1000 (S) (NE TROGAT')
      #111=[#107-#108]/2 (R OBRABOTKI)
      #112=#104/[360/#109] (SHAG NA APPR. OTREZKE)
      #113=0 (SCHETCHIK UGLA APPR.) G90G80G40G0
      G#101 
      G0X#120M3
      Y0 Z10. S#106
      Z#115
      G90G0 #110=#102
      X[#110+0.2]
      G1 X#110 F50
      G90G1Z[[#111]+[#115]]Y0F#105 N100 G64
      WHILE[#110 GT #103]DO 1
      #113=#113+#109 (SLED.UGOL APPR.)
      #110=#110-#112 (SLED.GLUB. APPR.)
      Z[[#111*COS[#113]]+[#115]] Y[#111*SIN[#113]] X#110
      END 1  N1000 G60
      N1002 G1Z-10.Y0
      G0X#120
      M5
      M9 
      G91G28Y0Z0
      M30
    • ДУЧ
      Я имел ввиду не должность, а уровень ответственности. Да, согласен, кошмар, строго случайные люди - "строители личного бренда"! На маленьком заводе опытные спецы, бесспорно, но за калейдоскопом интересных решений не просматривается систематизация - просто некогда анализировать, обобщать и делать выводы! С другой стороны хороший спец не потянет рутину большого завода, неизменно погрязнет в мелочах. Заказчиками изменения правил, оформления в нашем случае, могут быть только крупные лидеры отрасли. 
    • Евдокименко Юрий
      Да, я Вас понял, это я затупил с комментарием. Оставил как доп. информацию по системе.
    • karachun
      Я имел в виду что расход на выходе задан отдельно для каждого из двенадцати каналов - по 1/12 от суммарного расхода. Но в реальности где-то будет больше, где-то меньше а в сумме естественно совпадет с расходом на входе, если утечек нет.
    • Евдокименко Юрий
      это замкнутая система работает на одном вентиляторе. соответственно баланс приток=вытяжка
    • catbira
      Добрый день. Появилось дробление при на резании внутренней резьбы м120х2 в цикле G76 Стойка fanuc oi-td  G97 S200M3 GO X 117.Z6. G76 P020060 Q100 R 0.015 G76X120.Z-30. P1254 Q100 F2. Подскажите в чем может быть проблема или ошибка в программе?
    • catbira
      Добрый день. Появилось дробление при на резании внутренней резьбы м120х2 в цикле G76 Стойка fanuc oi-td  G97 S200M3 GO X 117.Z6. G76 P020060 Q100 R 0.015 G76X120.Z-30. P1254 Q100 F2. Подскажите в чем может быть проблема или ошибка в программе?
    • chatjokey
      есть. Вообще не показатель. наоборот отупеть можно на некоторых заводах. я иногда общаюсь... ну вообще кошмар. Самые крутые инженеры на небольших заводиках, на которых нет собственной продукции, а постоянная текучка. "каждый день" новая задача. а теперь представьте за ~20 лет сколько материала можно перелопатить и проверить на практике. все верно
    • Евдокименко Юрий
    • Bot
      Revenue, Operating Margin and EPS at or Above the High End of Guidance BOSTON --(BUSINESS WIRE)--Apr. 24, 2019-- PTC (NASDAQ: PTC) today reported financial results for its fiscal second quarter 2019. Financial Summary - ASC 606 (1) Revenue of  $290 million GAAP net loss was $44 million or ($0.37) Просмотр полной статьи