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圧電解析

例題トピックに関連付けて圧電解析[Rayleigh]の解析機能を説明します。

 

  1. 加速度によって電位が発生する圧電体の解析ができます。
     

     

    圧電解析例題5では加速度による変形によって

    圧電体上の浮き電極に発生する電位を解析した

    例を示しています。

     

  2. 荷重や圧力によって電位が発生する圧電体の解析ができます。
     

     

    圧電解析例題4では荷重の印加による変形

    によって圧電体上の浮き電極に発生する電位

    を解析した例を示しています。

  3. 電圧印加によって変形する圧電体の解析ができます。
     

     

    圧電解析例題1では電圧印加による圧電体素子

    の変形を解析した例を示しています。

 

以下に圧電解析[Rayleigh]の機能を表にまとめて示します。その他の解析事例については「例題一覧(圧電解析)」を参照してください。

 

解析機能

 

静解析調和解析共振解析過渡解析、初期応力を考慮した解析

材料

圧電体、誘電体、完全導体、粘弾性、異方性材料

境界条件

 

 

変位、垂直変位、回転変位、加速度、集中荷重分布荷重、圧力、トルク荷重、接触(摩擦)、簡易接触、リモート荷重、音響インピーダンス開放境界、任意分布境界、拘束なし

 

電気壁(電位指定、浮き電極)、磁気壁

 

周期境界、対称面、不連続

 

出力項目

変位、応力、ひずみ、電界、電束密度、電荷、電位、電流値、インピーダンス、共振周波数、接触面圧、接触面積

その他

高速周波数スイープ、加速度、熱荷重、外部抵抗、遠心力、コリオリ力

 

 

 

 

 

オプションの種類

項目

静解析

調和解析

共振解析(※)

過渡解析

線形解析

非線形解析(※3)

3次元解析のシートボディ

平面応力要素(※2)

大変形(幾何学的非線形)

大変位

×

×

×

熱オプション

熱荷重

×

×

×

一定温度

-

-

〇(粘弾性のみ)

×

○(粘弾性のみ)

速度、加速度
オプション

角速度

×

×

加速度

×

材料非線形

機械的損失

×

×

○(レイリー減衰、粘弾性)

粘弾性材料

×

×

○(せん断・体積のみ)

×

初期応力を考慮した解析

-

×

×

Thermoelastic Damping

-

×

×

×

ボディ属性:方向タブ

方向の分布

×

×

 

注意:応力解析で対応していて、圧電解析未対応の主な機能は、以下の通りです

 

  • 解析の種類:静解析の複数ステップ、座屈解析
  • 幾何学的非線形:大ひずみ
  • シェル要素
  • 積層平面応力シート(※2)
  • 材料非線形:弾塑性材料、超弾性材料、クリープ材料
  • 熱伝導解析連成
  • 質量、慣性モーメント
  • 材料オプション:バース・デス、材料切り替え、疲労寿命評価、

※共振モード利用の過渡解析を含む

※2 平面応力要素には対応していますが、積層平面応力シートは未対応です。

※3 非線形解析とは、大変形(にチェックを入れた)解析、接触の境界条件を含む解析を指します。

 

境界条件のタブ

項目

静解析

調和解析

共振解析(※)

過渡解析

線形解析

非線形解析

機械

変位

垂直変位

回転変位

×

加速度

×

×

×

×

集中荷重(点)

×

集中荷重(面)

×

分布荷重(面)

×

圧力

×

トルク荷重

×

簡易接触

○(すべり、開放のみ)

×

×

接触

×

×

×

リモート荷重

×

音響インピーダンス

×

×

×

開放境界

×

×

×

拘束なし

電気

電気壁

磁気壁

対称/不連続

対称面

周期的

×

×

不連続

※境界条件、機械タブの以下の種類には対応できていません。

 ジョイント荷重

 バネ接続