Компоненты микросистемной техники. Введение в моделирование на ANSYS (300,00 руб.)

Стр.2

Стр.78

Стр.79

УДК 621.382-181.48 (075.8) Г 836 Рецензенты: канд. техн. наук, доцент, зав. каф. ППиМЭ Д. И. Остертак канд. техн. наук, доцент Д. В. Лаптев Работа подготовлена на кафедре ППиМЭ для студентов, обучающихся по программам подготовки бакалавров специальностей 12.04.01 «Приборостроение» и 28.03.01 «Нанотехнологии и микросистемная техника» и утверждена Редакционно-издательским советом университета в качестве учебно-методического пособия Г 836 Гридчин А. В. Компоненты микросистемной техники. Введение в моделирование на ANSYS: учебно-методическое пособие / А. В. Гридчин. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2022. – 80 с. ISBN 978-5-7782-4832-8 Пособие посвящено вопросам компьютерного моделирования различных сенсоров и микросистем, из числа разработанных и применяющихся в настоящее время, при помощи системы инженерного моделирования ANSYS. При этом основной акцент в пособии поставлен на описании различных методик и особенностей их реализации в рамках системы ANSYS, которые могут применяться для целей практического моделирования кремниевых механических сенсоров и микросистем. Пособие представлено как вводный курс лабораторных работ по дисциплинам «Физические основы микро- и наносистемной техники» и «Микродатчики». Первый раздел – это по сути обзор возможностей системы ANSYS при помощи приложения ANSYS Help Viewer. Второй раздел посвящен технологии пошагового создания геометрии простейших объектов. В приложении дается краткое описание метода конечных элементов, с точки зрения его применения к решению задачи моделирования и проектирования сенсоров и микросистем. УДК 621.382-181.48 (075.8) ISBN 978-5-7782-4832-8 © Гридчин А. В., 2022 © Новосибирский государственный технический университет, 2022

Стр.2

ОГЛАВЛЕНИЕ Введение .................................................................................................................. 3 В1. Цели, задачи, направленность пособия .................................................... 3 В2. Микросистемы как объект моделирования и проектирования............... 5 Глава 1. ЗНАКОМСТВО С СИСТЕМОЙ ANSYS ............................................... 9 1.1. Общие положения и цель работы ............................................................. 9 1.1.1. Цель работы ....................................................................................... 9 1.1.2. Цель, смысл и принцип компьютерного моделирования ............... 9 1.2. Общая характеристика системы ANSYS ............................................... 11 1.2.1. Определение и структура ANSYS .................................................. 11 1.2.2. Расчетные платформы ANSYS ....................................................... 12 1.2.2.1. ANSYS Workbench .................................................................. 13 1.2.2.2. ANSYS Multiphysics ................................................................ 13 1.2.3. CAD-процессоры ANSYS ............................................................... 14 1.2.3.1 ANSYS Design Modeler ............................................................ 15 1.2.3.2. ANSYS Space Claim Direct Modeler ....................................... 15 1.2.4. Язык параметрического моделирования ANSYS Mechanical APDL ............................................................................. 16 1.2.4.1. Документация междисциплинарного характера .................. 16 1.2.4.2. Документация специализированного характера .................. 17 1.2.4.3. Дополнительная документация .............................................. 18 1.2.5. Общая терминология, применяемая в ANSYS .............................. 19 1.3. Справочная система ANSYS и работа с ней .......................................... 24 1.3.1. Запуск справочной системы ANSYS ............................................. 24 1.3.2. Дерево каталогов ANSYS Help Viewer .......................................... 28 1.4. Практическая часть .................................................................................. 36 1.4.1. Общий порядок выполнения работы ............................................. 36 78

Стр.78

1.4.2. Темы презентаций для практической части .................................. 37 Контрольные вопросы .................................................................................... 38 Глава 2. СОЗДАНИЕ ГЕОМЕТРИИ МОДЕЛИ ................................................. 40 2.1. Общие положения и цель работы ........................................................... 40 2.1.1. Цель работы ..................................................................................... 40 2.1.2. Общие положения ............................................................................ 40 2.2. Описание рабочего стола ANSYS Mechanical APDL ............................ 42 2.2.1. Общий вид рабочего стола.............................................................. 42 2.2.2. Функции препроцессора по созданию геометрии ........................ 48 2.2.2.1. Задание типа конечного элемента и физических констант ................................................................................... 49 2.2.2.2. Задание свойств материалов .................................................. 50 2.2.2.3. Задание геометрии модели ..................................................... 53 2.2.2.4. Разбиение модели на конечные элементы ............................ 55 2.3. Практическая часть .................................................................................. 59 2.3.1. Общий порядок выполнения работы ............................................. 59 2.3.2. Общая методика решения задач ..................................................... 60 Контрольные вопросы .................................................................................... 65 Приложение. МЕТОД КОНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ .......................................... 67 П1. Введение .................................................................................................... 67 П2. Дискретизация краевой задачи ................................................................ 68 П3. Определение перемещений в пределах конечного элемента ............... 68 П3.1. Определение компонент матрицы деформаций и напряжений .................................................................................... 71 П3.2. Уравнение равновесия ..................................................................... 73 П3.3. Особенности описания упругого тела как системы конечных элементов ....................................................................... 76 79

Стр.79