Пьезоэлектрики в Static Structural

[Pumpov 14]

12 минуты назад, soklakov сказал:

30 минут назад, Pumpov сказал:

Правильно хоть ввел d_21, опуская множитель 10^(-12) ?

а почему опустили?

Когда вводил с такой степенью, соответственно получался результат в 10^12 меньший, совсем абсурдный. Рискнул предположить, что нужно убрать такую степень, т.к. это и есть характерный порядок данной величины. Значит, ошибка в другом?

15 минут назад, soklakov сказал:

припоминается, что пьезоэлектрики плохо дружили с изотропным материалом. Может стоит экспериментировать на упругих константах реального пьезоэлектрика? А управляя пьезоэлектрическими константами и условиями закрепления можно ставить достаточно простые задачи с ожидаемым результатом.

В первом случае, в Engineering Data я как раз и выбирал ортотропный материал и задавал одинаковые константы, для простоты. И все работало правильно.

А во втором случае, если я через команду "MP" ввожу константы для различных направлений, то это разве не воспринимается программой как неизотропность?

 

[soklakov 1 475]

3 минуты назад, Pumpov сказал:

А во втором случае, если я через команду "MP" ввожу константы для различных направлений, то это разве не воспринимается программой как неизотропность?

программой воспринимается. но по факту-то оказывается изотропный материал. я плохо помню подробности, но ортотропия механических свойств, кажется, неотъемлемая часть пьезоэффекта. возможно, даже можно показать что-нибудь на уровне формул, но я не смогу.

Вы можете возразить, что 

6 минут назад, Pumpov сказал:

И все работало правильно.

Я лишь отмечаю возможное поле для ошибки.

8 минут назад, Pumpov сказал:

Значит, ошибка в другом?

пока непонятно.

у вас есть проект, где сравниваются два кубика: один через "е", другой через "d"?

Вы довольно много информации выкладываете, но возможно в проекте удастся заметить что-то еще.

[soklakov 1 475]

@Pumpov

Цитата

The [e] matrix is typically associated with the input of the anisotropic elasticity in the form of the stiffness matrix [c], and the permittivity at constant strain [εS]. The [d] matrix is associated with the input of compliance matrix   and permittivity at constant stress [εT] 

 

 

Подумал, что, может быть, стоит обратить внимание.

Изменено 6 июня 2019 пользователем soklakov

[Pumpov 14]

17 часов назад, soklakov сказал:

у вас есть проект, где сравниваются два кубика: один через "е", другой через "d"?

Вы довольно много информации выкладываете, но возможно в проекте удастся заметить что-то еще.

Вот этот небольшой проект:

Kubik_Piezo.wbpz

19 минут назад, soklakov сказал:

Цитата

The [e] matrix is typically associated with the input of the anisotropic elasticity in the form of the stiffness matrix [c], and the permittivity at constant strain [εS]. The [d] matrix is associated with the input of compliance matrix   and permittivity at constant stress [εT] 

 

 

Подумал, что, может быть, стоит обратить внимание.

Посмотрю...

Изменено 6 июня 2019 пользователем Pumpov

[soklakov 1 475]

@Pumpov

Цитата

The program converts a piezoelectric strain matrix [d] matrix to a piezoelectric stress matrix [e] using the elastic matrix at the first defined temperature. To specify the elastic matrix required for this conversion, use the TB,ANEL command (not the MP command).

 

[Pumpov 14]

22 минуты назад, soklakov сказал:

Цитата

The program converts a piezoelectric strain matrix [d] matrix to a piezoelectric stress matrix [e] using the elastic matrix at the first defined temperature. To specify the elastic matrix required for this conversion, use the TB,ANEL command (not the MP command).

Точно, сам об этом вспомнил вчера перед сном...

[Pumpov 14]

Привет всем!

Я сейчас хочу провести несколько верификационных расчетов по прогибу тонких пьезоэлектрических пластин.

Начинаю с примера, когда есть два склеенных диска одинакового диаметра, один из которых пьезоэлектрик. Между круговыми гранями пьезоэлектрического диска задаю некоторое электрическое напряжение и смотрю поперечный прогиб круговой грани.

Я хочу упростить расчет. Сначала, пришла в голову мысль рассматривать симметричную задачу - 1/4 диска, а потом и вообще подумал - решить осесимметричную задачу в 2D. Создал геометрию в виде двух тонких прямоугольников, сделал Surface Body, в дереве Geometry выбрал для пункта 2D Behavior - Axisymmetric. Но вот тогда какой тип элемента прописывать, SURF154? А у него нет степени свободы для электрического потенциала, не могу найти подходящий тип КЭ. И ещё, в DesignModeler я не объединял два тела в один Part, а почему-то контакт не создался между прямоугольничками. Что-то я запутался в трёх соснах. Помогите, пожалуйста, кто знает.

[soklakov 1 475]

6 часов назад, Pumpov сказал:

Но вот тогда какой тип элемента прописывать, SURF154?

planeXXX

Простой путь поиска - посмотреть справку по элементам в той задаче, которую считали в 3д. Там будет указана плоская версия таких же элементов.

6 часов назад, Pumpov сказал:

И ещё, в DesignModeler я не объединял два тела в один Part, а почему-то контакт не создался между прямоугольничками.

по дефолту контакты edge-edge не ищутся. можно сменить в наcтроqках поиска контакта.

 

6 часов назад, Pumpov сказал:

Помогите, пожалуйста, кто знает.

welcome

6 часов назад, Pumpov сказал:

SURF154? А у него нет степени свободы для электрического потенциала

он вообще для нагрузок и трехмерный, вроде.

6 часов назад, Pumpov сказал:

Что-то я запутался в трёх соснах.

стоит юзать расширялки

[Pumpov 14]

Благодарю за развёрнутый ответ по пунктам. )

Буду пробовать.

[Pumpov 14]

Благодарю за развёрнутый ответ по пунктам. )

Буду пробовать.

 

Получилось посчитать! Хочу теперь уточнить, корректно ли я посчитал.

Есть формула, выражающая значение кривизны мономорфного слоя (склеенные пьезодиск и пассивный диск, одного диаметра) при подаче электрического напряжения V:.

Индекс "1" относится к пьезодиску, индекс "2" - к пассивному диску. У меня получилось отличие от теории в районе 4%. Диаметр дисков брал 50 мм, толщины пьезодиска и пассивного слоя - 0,6 и 0,5 мм соответственно. Возможно, тут геометрическая нелинейность не дала более точного результата.

 

Я использовал элемент plane223. Правильно ли я в командной вставке прописал для материала: et,matid,223,1001,,1 ? KEYOPT(3) поставил согласно осесимметричному случаю.

Ещё в литературе (книга А.В. Наседкина) нашёл, что для 2D-случая пьезоконстанты выглядят вот так:

И для задания с помощью команды tbdata этих пьезомодулей надо брать номера согласно таблице: .

Только я не пойму если всего 8 констант, то как, например, появился e15  и оказался десятым?

Правильно ли, нужно вычислить e_ij как для трехмерного случая (по формуле [e] = [c][d]), а потом написать в командной вставке (после объявления типа элемента) для пьезоматериала:

tb,piez,matid

tbdata,2,e_31
tbdata,5,e_33
tbdata,8,e_31

tbdata,10,e_15

?
 

 

[soklakov 1 475]

02.03.2022 в 10:16, Pumpov сказал:

Есть формула

надеюсь, очевидно, что смотреть формулу не хочется.

02.03.2022 в 10:16, Pumpov сказал:

У меня получилось отличие от теории в районе 4%.

велоиколепно ж!

02.03.2022 в 10:16, Pumpov сказал:

что для 2D-случая пьезоконстанты выглядят вот так:

там какая-то шляпа с осями... у Ансиса неочевидное назначение осей. и про это он пишет в справке.

02.03.2022 в 10:16, Pumpov сказал:

Только я не пойму если всего 8 констант, то как, например, появился e15  и оказался десятым?

может это е16?))

вообще, елси праивльно помню, то е33 это е11... а вот что это значит)))