ANSYS实验三：微机械加速度计的建模、网格划分及模态和瞬态分析
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简介：
本实验基于ANSYS软件平台，对微机械加速度计进行详细的建模仿真，包括精确的网格划分，并深入探讨其模态与瞬态特性。
在本次实验中，我们将使用ANSYS软件进行微机械加速度计的建模、网格划分、模态分析以及瞬态分析。该过程旨在帮助我们熟悉ANSYS的基本操作，掌握优化网格划分的方法，并学习如何执行模态分析和瞬态分析。
1. **建模**：
- 我们选择结构固体单元类型，例如使用10Node 92。
- 定义材料属性：弹性模量EX设置为1.69e11，剪切模量PRXY设为0.3，密度dens定为2.3e3。
- 创建两个不同尺寸的长方体体积块，并通过Glue操作将它们粘接在一起。
2. **网格化**：
- 使用Mesh Tool进行网格划分。调整全局Size Control控制单元大小。
- 启用Smart Sizing功能以自动调节网格尺寸，优化计算效率和结果质量。
- 根据需要在不同区域使用不同的网格密度，例如右侧面可以采用更精细的网格以获得更高的精度。
3. **模态分析**：
- 对模型左侧面施加约束，限制所有自由度模拟实际固定条件。
- 设定为Modal类型进行模态分析，并选择Block Lanczos方法提取前3阶模态。确保扩展模式形状覆盖所有关注频率范围。
- 执行求解过程并查看各阶模态的位移分布情况。
4. **瞬态分析**：
- 继续对左侧面施加相同约束条件，然后根据给定载荷设定动态负载参数。
- 设定为Transient Structural类型进行时间历程分析。设置适当的时间步长和总计算时长以模拟系统动力学响应。
- 求解完成后查看P点的位移随时间变化曲线，并绘制出位移时程图，以便理解加速度计在特定动态载荷下的行为模式。
通过这个实验，我们能够深入了解ANSYS软件在微机械系统中的应用价值。同时也能提高我们在有限元分析领域的技能水平，包括几何建模、网格划分以及静态和动力学问题的求解方法。这些技术对于优化设计微电子机械系统（MEMS）如加速度计等设备至关重要，在实际工程中可帮助设计师更准确地预测产品性能并做出更好的决策。
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