例題３共振解析

本例題について

分極方向が逆の圧電体を張り合わせた構造の圧電素子の共振解析例を示します。
圧電素子の変位量および共振周波数を解析結果として示します。
表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。

解析モデルダウンロード

プロジェクトファイルをダウンロード（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）

解析空間

項目	条件
解析空間	3次元
モデル単位	mm

解析条件

項目	条件
ソルバ	圧電解析[Rayleigh]
解析の種類	共振解析
解析オプション	選択なし

共振解析タブにおいてモード数を以下のように設定しています。

タブ設定	設定項目	条件
共振解析	モード数	3

モデル図

２つの直方体ソリッドボディを定義し、それぞれupperとlowerというボディ属性名とし、分極方向を逆に定義します。

根元は機械的に固定し、上下面にはそれぞれ個別に10[V]、0[V]の電位を指定します。例題１と同様のモデルです。

ボディ属性および材料の設定

ボディ No./ボディタイプ	ボディ属性名	材料名
0/Solid	upper	000_P-4※
1/Solid	lower	000_P-4※

※材料データベースを利用

圧電体P-4の分極方向を逆にするためボディ属性の方向を以下のように定義します。

ボディ属性名

タブ

設定

upper

方向

指定方法：ベクトル

ベクトル：X=Y=0.0、Z=1.0

lower

方向

指定方法：ベクトル

ベクトル：X=Y=0.0、Z=-1.0

境界条件

境界条件名/トポロジ	タブ	境界条件の種類	条件
fix/Face	機械	変位	UX,UY,UZ全てチェック UX=0, UY=0, UZ=0
earth/Face	電気	電気壁	電位指定：電位 0[V]
hot/Face	電気	電気壁	電位指定：電位 10[V]

解析結果

計算結果は、[解析結果]タブの、

[テーブル] で表示できます。

例として、共振周波数を表示しています。

その他の結果は、テーブルのタブを切り替えて表示することができます。

No.0のモードの変位図を示します。

No.1のモードの変位図を示します。

No.0のモードとは振動方向が異なる事が分かります。

No.2のモードの変位図を示します。

No.0のモードとは振動方向は同じですが、節の数が異なることが分かります。

例題３ 共振解析