用ANSYS做PZT薄圆片模态分析的几点疑问

晨晨和琪琪

刚刚开始做导师的一个关于PZT超声换能器的项目。前期通过查找资料了解到：在理论上，对厚度方向极化的PZT薄圆片，沿厚度方向施加电场，低频时PZT薄圆片有径向振动的模态，高频时有厚度方向振动的模态。所以最近我的工作是：想用ANSYS对一个PZT薄圆片进行模态分析，看是否存在上述两种（或者更多种）振动方式，及其对应的频率。但是遇到了下面几个疑问：

1. 我是用solidworks建三维模型导入ANSYS。在建立PZT薄圆片的模型时，是否只用建立一个简单的薄圆柱体就可以，即需要考虑PZT圆片上下面的铜电极吗？若要考虑，在建模时铜电极的厚度大约取PZT厚度的多少比较合理呢？（我看有篇论文上取的和PZT厚度相等，都是0.6mm，感觉有点夸张）

2. PZT薄圆环沿厚度方向的极化是通过输入三个矩阵（介电常数、压电常数、弹性常数）来实现的吗？对于PZT-4材料厚度极化，这三个矩阵应该已经公布了吧？可以查手册查出吗？

3. 我就仅仅想看看厚度极化的PZT薄圆片在施加厚度方向电场的情况下，所有的振动方式和模态。用加边界条件吗（比如周向固定什么的）？经常见论文上有时设置上下表面短路，是什么目的？我做这个模态分析也要在短路状态下吗？

4.  下面命令流在定义弹性矩阵时，TBDATA后面的1，7，12，16等数字，是指在6x6矩阵中从左往右，从上往下数第几个数开始吗？
TB,ANEL,1
TBDATA,1,13.9E10,7.78E10,7.43E10
TBDATA,7,13.9E10,7.43E10
TBDATA,12,11.5E10
TBDATA,16,2.56E10
TBDATA,19,3.06E10
TBDATA,21,3.06E10

问题有点多，期待大家的帮助～ 非常感谢