一种基于ANSYS的GUI界面的压电致动器运动过程仿真方法与流程

技术特征：

1.一种基于ansys的gui界面的压电致动器运动过程仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1.建立压电致动器的三维仿真模型；其中，所述仿真模型包括压电片模型和夹层金属片模型；

s2.基于ansys的gui界面分别对建立的压电片模型和夹层金属片模型定义单元格类型和材料属性；

s3.基于ansys的gui界面分别对建立的压电片模型和夹层金属片模型进行网格划分；

s4.基于ansys的gui界面进行模态分析确定该压电致动器的最佳变形模态和谐振频率；

s5.基于ansys的gui界面进行谐响应分析得出该压电致动器的响应幅值曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤s1具体包括：

s11，以solidworks软件建立压电致动器模型并保存为.x_t格式，其中长度尺寸单位选择为m；对上下压电片和金属中间层进行定位装配；

s12，基于ansys的gui界面将压电致动器.x_t文件的导入ansys；

s13，基于ansys的gui界面将导入的压电致动器模型实体化。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤s2中，定义压电片单元类型为solid5，夹层金属片单元类型为solid45；新建两种材料性能，分别为材料1和材料2，并指定为压电片和夹层金属片的材料参数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤s3包括：

s31，对上下压电片模型与夹层金属片模型之间接触状态定义为面粘结；

s32，指定材料和单元类型；

s33，为不同材料区分颜色；

s34，进行网格划分。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤s4包括：

s41.根据压电致动器静止状态的特性设置边界状态和施加载荷，为夹持金属片的两端施加全方向的位移约束；

s42.为基于ansys的gui界面设置谐振频率范围以及谐振模态数；

s43.在提交求解器得出结果后需在generalpostprocess模块中查看模态及对应频率，利用动画仿真寻找最佳运动模态m并确定对应频率f。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤s5包括：

s51.根据压电致动器运动状态的特性设置边界状态和施加载荷；

s52.根据s4确定的谐振模态和频率设置频率范围以及步进数；

s53.根据压电致动器的实际运动特性设置阻尼系数；

s54.提交至求解器，待计算结果出来后基于ansys的gui界面，选取夹层金属片位移形变最大的点，绘制压电致动器的响应幅值曲线。

技术总结
本发明公开了一种基于ANSYS的GUI界面的分析压电致动器运动变形的仿真方法，包括步骤：S1.建立压电致动器的三维仿真模型；其中，所述仿真模型包括压电片模型和夹层金属片模型；S2.基于ANSYS的GUI界面分别对建立的压电片模型和夹层金属片模型定义单元格类型和材料属性；S3.基于ANSYS的GUI界面分别对建立的压电片模型和夹层金属片模型进行网格划分；S4.基于ANSYS的GUI界面进行模态分析确定该压电致动器的最佳变形模态和谐振频率；S5.基于ANSYS的GUI界面进行谐响应分析得出该压电致动器的响应幅值曲线。该方法入门简单，上手极快，完整有序的操作指令流程有利于使用者对于有限元分析的概念的理解，提高初学者对于ANSYS的掌握效率，节省计算时间，提高计算精度。

技术研发人员：纪华伟;黎裕辉;刘瑞琪;戴宁;王根;杨帆
受保护的技术使用者：杭州电子科技大学
技术研发日：2020.05.12
技术公布日：2020.08.18