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.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах


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 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

Изменено пользователем Pumpov
Дополнение.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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. 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

@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 пользователю понравилось это

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

Изменено пользователем Mrt23

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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?

Изменено пользователем Pumpov

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

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.

 

 

 

Изменено пользователем Pumpov
space

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
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?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!


Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.


Войти сейчас

  • Сейчас на странице   0 пользователей

    Нет пользователей, просматривающих эту страницу



  • Сообщения

    • Frezer_krot
      странная у вас симуляция,при такой программе инструмент будет стоять в одной точке.но никак не описывать контур детали.я уже выше об этом писал и скрин кидал.да и ваша картинка это наглядно показывает. не могу вам объяснить на словах.Нужно на пальцах объяснять. ваш метод я непосредственно на станке пробовал и получается , то о чем я и говорил. Инструмент преследует точку в которую пришел. Ось шпинделя преследует точку 2, Кончик инструмента преследует точку 1. Можете наглядно на листочке попробовать : Нарисуйте круг (это будет круглый стол) ось вращения в центре круглого стола.в стороне от центра стола нарисуйте еще круг (это будет призма), на контур призмы поставьте ручку(карандаш) и вращайте листочек по оси стола сохраняя положение карандаша (ручки) в начальной точке и под тем же углом.  
    • teremok
      an_rushin, к сожалению, не могу этого сделать. Сетку делал в ICEM, да. Сетку делал средствами ICEM-CFD, блочную структурированную, фактически ручками. Есть вставки автоматической тетра-сетки, но с хорошим качеством, и этой сетки минимум. В целом, сетка состоит из нескольких частей, которые соединяются между собой в CFX-Pre интерфейсами. Задача сравнительно большая, на 70 млн. узлов, в том числе и поэтому не могу выложить указанные файлы. Главное, на работе не поймут. Если у вас есть уточняющие вопросы по задаче, отвечу в максимально полном объёме. Я не новичок в CFX, просто проблема новая и очень заковыристая оказалась.   С уважением, Максим.
    • error1412
      А кто нить знает как сделать булево объединение листа так чтоб прилепить элемент только к одной плоскости? Новый точечный рисунок (2).bmp Новый точечный рисунок.bmp
    • m0rDev
      Не давно начались такие проблемы. Создаю новый документ или беру старые при вращении объекта оси и надписи налипают друг на друга. см скрин и портят обзор.    как исправить. делал восстановление программы, но не помогло. 
    • DJ Astro
      Ну, попробуйте поизменять DL, посмотрите, что и куда приедет    Мало чего понял из всего этого . К поведению инструмента на гифке у меня претензий нет, всё так и должно быть. Это вид такой, на нем деталь "закреплена", а инструмент со станком "крутится" вокруг детали, зато хорошо видно какая деталь будет после обработки. Вам нужен правый вид, на нём реальные движения станка. Станок в гифке отрабатывает ту же самую программу, которая видна на скриншоте из симулятора Heidenhain и которую я писал ещё несколькими сообщениями выше. Через CAM такую программу для многоосевой обработки в пару-тройку кадров получить оч тяжело.
    • BSV1
    • an_rushin
      пожалуйста, выложите файлы *.cfx, *.tin, *.blk.
      правильно понимаю, что сетку делали в ICEMCFD HEX? если нет, то выложите геометрию в любом формате и *.cfx  
    • Jesse
      а как же атомный ледокольный флот (практически монополия в мире) и строительство АЭС?
    • Инженеротбога
      Algoryx Momentum для SpaceClaim    
    • Ветерок
      Казалось бы, простая задачка. В каком софте можно реализовать укладывание цепи кучкой (или змейкой, или как сложится) после свободного падения её конца на плоскую пластину? Верхний конец цепи зафиксирован. Нужна не анимация процесса, а конечный результат - цепь, лежащая произвольным образом на плите. В Крео мне такое сделать не удалось. Не нашел такого функционала.