从Workbench 14.0以后的版本中,新增了EM Transducer,14.5版本的直接可以在“Static Structural”和“Transient Structural”里面的“Direct FE”的下拉菜单中找到,14.0版本需要重新设置后才能看到(在“Workbench”菜单栏中:tools->options->appearance->beta options),之前我也不知道,多谢版主whatinrain的提醒。 EM Transducer可以直接进行力电耦合,帮助文件中说道:“Using EM Transducer boundary condition, you can model simple MEMS devices”,可以说,这是Workbench为MEMS量身打造的。EM Transducer 源于经典版本中的EMTGEN宏,它可以在一系列的节点处产生trans126单元来进行耦合。trans126单元,也是源于经典版本,我把它理解成是一条线段,线段一端与平行板电容器可动极板的某个节点(node)相连,另一端与固定极板上相对应的节点(node)相连,所以trans126的节点是成对出现的。线段的长度就是平行板间的距离。 下面就通过一个简单的“Static Structural”力电耦合分析来说明。 结构依然是简单的悬臂梁,材料是硅(密度:2329 kg/m3,杨氏模量:E=169GPa,泊松比:0.066),悬臂梁的尺寸(长:200um,宽:20um,厚:2um) 定义材料和建模这里就不再赘述,直接进入分析阶段,分析阶段中有一个地方要注意,就是如何在“Model”中创建‘named selection’,因为EM Transducer是通过Named Selection来加载边界条件的。然而直接选中一个面之后创建是不行的,因为ET Transducer所选择的Named Selection是基于节点创建的(node-based named selection),相当于经典版本中利用nodes来创建component。所以需要按照下面的方法来: mesh悬臂梁,接下来就是如何创建node-based named selection: 1) 选中‘mesh’, 2)‘Select Type(Geometry/Mesh)-->Select Mesh’ 3) ‘Select Mode--->Box Select’ 我是在z=0的平面上定义约束,所以框选这个面,如下图: 4 右键---->Create Name Selection 在弹出的对话框中可以进行重命名(我重命名为base) 5 然后固定梁的一端,并insert----->EM Transducer,并在Details of EM Transducer 窗口中进行设置,首先 Named Selection中选择base,电压设为70V,然后设置方向,因为梁是在Z方向上运动,所以 GAP Direction选择Z,接下来就是设置间隙初始距离和最小距离了,因为我希望梁沿Z轴负方向运动,所以分别设置成-6um和-0.01um. 6 最后一步就是求解了,Solve,下面分别是位移图和应力图。
位移
应力
静态分析做完了,这几天看看瞬态分析怎么弄 |