用ANSYS软件分析压电换能器入门.pdf

用用 ANSYSANSYS 软件分析压电换能器入门软件分析压电换能器入门A A：分析过程基本步骤：分析过程基本步骤一：问题描述一：问题描述〔草稿纸上完成〕1：画出换能器几何模型，包括尺寸2：选定材料3：查材料手册确定材料参数二：建立模型二：建立模型1：根据对称性确定待建模型的维数2：根据画出的几何模型确定关键点坐标，给关键点编好号码3：建立一个文件夹用于当前分析4：启动 ANSYS 软件，指定路径到建立的文件夹，5：定义单元类型压电换能器分析使用的单元类型：solid5： 8 个节点 3D 六面体耦合场单元 〔也可缩减为三角柱形单元或四面体单元〕 无实常数plane13：4 个节点 2D 四边形耦合场单元〔也可缩减为三角形单元〕 无实常数solid98：10 个节点 3D 四面体耦合场单元无实常数Fluid30：8 个节点 3D 六面体声学流体单元〔也可缩减为三角柱形单元或四面体单元〕 应用于近场水和远场水实常数为参考声压，可缺省Fluid130：4 个节点面无穷吸收水声学流体单元〔也可缩减为三角形面单元〕 实常数：半径，球心 X，Y，Z 坐标值6：定义材料参数对一般均匀各向同性材料要给出材料密度，杨氏模量，泊松系数材料密度，杨氏模量，泊松系数。

〔静态分析不用密度〕对压电材料：一般使用的压电方程：e 型压电方程，因此输入的常数为Ec11EC Ec12Ec22Ec13Ec23Ec33Ec14Ec24Ec34Ec44Ec15Ec25Ec35Ec45Ec55Ec16Ec26Ec36Ec46Ec56Ec66对称e11e21ee 31e41e51e61e12e22e32e42e52e62e13e23e33e43e53e63S11SS22S33注意！一般顺序为：XX，YY，ZZ，YZ，XZ，XY在 ANSYS 中为 XX，YY，ZZ，XY，YZ，XZ因此，前两矩后三行和后三列要做相应变化7：建立关键点8：把关键点连成线9：把线段围成面10：通过适当的方法生成体11：指定单元类型和材料参数12：划分线段13：划分体单元14：坐标转换， 〔转换到柱坐标系下〕15：节点转换三：加载三：加载约束条件约束条件1：加载边界约束条件2：电极上加电压四：求解四：求解1：模态分析2：谐响应分析五：查看结果五：查看结果1：查看模态分析结果，计算导纳。

2：各模态的动态演示3：查看谐响应分析结果，计算导纳、发射与接收响应六：生成命令六：生成命令流文件流文件1：给程序分块，添加适当的注释2：把相应参数具体值改成变量，同时给变量赋值B B：空气中建模过程：空气中建模过程一：问题描述一：问题描述弯曲式换能器实体模型为轴对称结构 结构尺寸如下图 弯曲式换能器由压电陶瓷， ‘金属壳’粘结而成，粘结材料为环氧树脂由于粘结层为一薄层，建模的时候可以忽略本例中‘金属壳’材料采用铝，压电材料选择压电陶瓷 PZT5结构参数对应值r110mmr217mmr320mmh10mmtjty0.5mmtd3mm二：建立模型二：建立模型1 1．指定工作空间，设定分析．指定工作空间，设定分析作业名和标题作业名和标题〔1〕首先建立一个文件夹用于当前分析，如D:\ANSYSfiles ，路径当中不允许有中文出现〔2〕 ，界面如下列图，界面包括实用菜单，命令输入窗口，ANSYS 工具栏，主菜单栏，图形窗口，图形调整工具栏，标准工具栏〔3〕指定工作空间：实用菜单－》File－》Change Directory… ,出现对话框，选择刚刚建立的目录 D:\ANSYSfiles，以后操作生成的文件都在此文件夹下。

〔4〕 设定标题： 实用菜单－》 File－》 Change Title…， 出现对话框， 输入 ‘daocheqi Analysis ’作为标题点击 ok〔5〕保存 db〔数据库文件〕文件：File－》Save as ,出现对话框，保存文件名为title.db〔6〕定义单位：在 ANSYS 主界面输入窗口输入“/UNITS，Label”其中，Label 指定单位制标签有：USER：用户自定义单位系统SI：国际单位，即 MKS 单位CGS：CGS 单位系统，即 cm,g,s,c等MPA：MPA 单位系统，即 mm,Kg,s,c等BFT：用英尺的单位系统，即ft,slug,s,F等BIN：用英寸的单位系统，即in,lbm,s,F等一般采用国际单位：即然后按 Enter 即可如果不改变单位制，以后默认2 2．定义单元类型．定义单元类型金属壳采用 Solid45 单元，压电陶瓷采用 Solid5 单元Solid45 为结构单元里面的三维块模型单元Solid5 为三维耦合场单元，因为压电陶瓷涉及到电－力耦合问题，因此采用此单元类型1）主菜单栏－》Preprocessor－》Element Type－》Add/Edit/Delete , 出现对话框，点击 Add…键，出现对话框，点击框图左边Solid, 选择右边框图中 Brick 8node 45，点击 Apply 键，选定了一种 Solid45 单元。

继续点击框图左边Coupled Field, 选择右边框图中 Scalar Brick 5，选定了 Solid5 单元，点击 ok 键从对话框中可以看出我们已经定义了solid45 和 solid5 两种单元类型 点击 close 键关闭窗口〔2〕保存文件：File-Save as ,出现对话框，保存文件名为 element.db3 3．定义材料参数．定义材料参数查阅材料手册我们可以得到如下材料参数铝材料参数：102密度 2790kg /m，杨氏模量E  7.1510N /m，泊松比 0.343压电陶瓷 PZT5 的材料参数： 〔ANSYS 输入参数〕密度 7750kg /m3刚度矩阵〔也可输入柔顺矩阵〕000 12.17.547.527.5412.17.520007.527.5211.1000 E102C10 N /m002.2600000002.110000002.11压电应力常数矩阵000012.3 0c/m2e 000012.300 5.45.415.800介电常数矩阵916S916830也可输入绝对值0 0091600.8118.8541012F /m 0108F /mS091600.8110083000.73500（1）输入黄铜材料参数 ：主菜单栏－》 Preprocessor->>Material Props－》MaterialModels ,出现对话框，点击左边Material Model Number 1 , 点击右边 Favorites－》Linear Static—》Density，出现密度对话框，输入密度2790，点击 ok。

同样继续点击 Linear Isotropic 〔线性各项同性〕输入泊松比和杨氏模量输入 7.15e10和 0.34，点击 ok〔2〕 输入 PZT5 材料参数： 定义完一种材料参数之后要定义第二中材料， 选择对话框 ‘DefineMaterial Model Behavior’ 的菜单Material－》New Model…，出现对话框，材料添2〔默认值也是 2〕 ，点击 ok定义第二中材料，首先定义PZT5 的密度如图点击左边Material Model Number 2 ,点击右边 Structural—》Density，输入 7750，点击 ok定义刚度矩阵，点击右边Structural—》Linear－》Elastic－》Anisotropic,输入参数D，D，D，D，D，D，D，D，D66=定义介电常数矩阵，点击右边Electromagnetics—》 Relative Permittivity－》Orthotropic,输入参数 1定义压电矩阵：点击右边Piezoelectrics—》Piezoelectric matrix,输入如下列图〔3〕保存文件 matiral.db。

4 4．建立关键点．建立关键点〔1〕首先在草稿纸上画出几何模型，指定好关键点的编号以及结构尺寸主菜单栏－》Preprocessor－》Modeling －》Create－》Keypoints－》In Actice CS，出现对话框如下列图， 根据指定好的编号即结构尺寸输入坐标 〔注意，由于最后要转换到柱坐标系下分析，所以 y 即为旋转方向〕输入坐标为：1 (0, 0, 0)2 (0, 0, 0.5e-3)3 (0, 0, 1.0e-3)4 (10e-3, 0,0)5 (10e-3, 0, 0.5e-3)6 (10e-3, 0, 1.0e-3)7 (17e-3, 0, 0)8 (17e-3, 0, 0.5e-3,)9 (20e-3, 0, 0)10 (20e-3, 0, 0.5e-3)11 (20e-3, 0, 10.5e-3)12 (20e-3, 0, 13.5e-3)13 (17e-3, 0, 10.5e-3)14 (17e-3, 0, 13.5e-3)15 (0, 0, 10.5e-3)16 (0, 0, 13.5e-3)输入完之后我们可以看到图形窗口中我们所定义的关键点5.5. 把关键点连成线把关键点连成线主菜单栏－》Preprocessor－》Modeling －》Create－》lines－》Straight Line通过鼠标选取两个关键点就可以生成一条线，如此操作，把所有的线都连好，点击ok。

主菜单栏－》Preprocessor－》Modeling －》Create－》Areas－》By Lines通过鼠标顺时针〔逆时针〕方向选择线段围成一个面积，如此操作，把所有的线都围成面7.7. 旋转生成体积，并粘接旋转生成体积，并粘接〔1〕主菜单栏－》Preprocessor－》Modeling －》Operate－》Extrude－》Areas－》AboutAxis,出现一个对话框，点击 Pick All , 表示全部面都要旋转之后又出现对话框，要求选择旋转轴，通过鼠标选择 Z 轴上的两个点，比方第 1，3 两个点，点击 ok，出现对话框，要求说明旋转的度数，这里选择30 度模型，输入 30点击 ok， 生成如下列图的体（2）粘接各部分体积： 主菜单栏－》 Preprocessor－》Modeling －》Operate－》Boolean－》Glue－》Volumes，出现对话框，要求选择要粘接的体积，这里选择Pick All 表示所有体积都粘在一起8 8．指定各部分单元类型以及材料属性．指定各部分单元类型以及材料属性〔1〕指定金属壳的单元及材料属性：主菜单栏－》Preprocessor－》Meshing－》MeshAttributes－》Picked Volumes用鼠标点中金属壳的体积单元出现对话框，材料参数选择1，单元类型选择 1 SOLID45〔2〕指定压电材料的单元及材料属性：主菜单栏－》 Preprocessor－》Meshing－》MeshAttributes－》Picked Volumes用鼠标点中压电材料的体积单元出现对话框，材料参数选择2，单元类型选择 2 SOLID5（3）9 .9 .划分线段划分线段为了网格单元数可以控制，我们采用手动划分网格，而不采用自动网格划分。

1）首先对‘线段’划分，由于体积图看不清一些线的位置，先显示线段图，实用菜单－》Plot－》Lines(2) 主菜单－》 Preprocessor－》 Meshing－》 Size Cntrls－》 ManualSize－》 Lines－》 PickedLines选择这些线段， 〔比方压电片连同金属壳在压电片半径内划分为 4 单元〕 ，出现对话框 ，划分单元数填 4，表示这些线段都划分为4 个单元，点击 ok，采用相同的方法划分其他线段的单元数目 〔为了采用 6 面体划分体积单元，注意几个划分 10 格的线段划分时要求单元数目一致，当然这些线段也可以划分成10 格，但要一致〕10.划分体积单元主菜单－》Preprocessor－》Meshing－》Mesh－》Volumes－》Mapped－》4 to 6 sided我们采用 6 面体单元划分体，这样我们划分的网格大小就比较‘整齐’出现对话框，点击 Pick All，表示所有体积都按 6 面体单元划分1111．转换坐标系．转换坐标系把坐标系转换到柱坐标系下，有利于加载约束条件实用菜单－》WorkPlane－》Change Active CS to －》Global Cylindrical保存文件：1212．节点转换．节点转换把划分网格后生成的节点转换到柱坐标系下，使得后续的求解过程计算速度更快。

主菜单栏－》 Preprocessor－》 Modeling －》 Create－》 Nodes－》 Rotate Node CS－》 To ActiveCS ，出现对话框，点击Pick All三：加载约束条件三：加载约束条件1.1.加载边界约束条件加载边界约束条件（（1 1））旋转方向固定旋转方向固定主菜单栏－》 Preprocessor－》Loads－》Define Loads－》Apply－》Structural－》Displacement－》On Areas用鼠标选定如下的几个面，点击ok出现对话框，点击 UY，表示在 Y 方向，在柱坐标系下也即旋转方向固定，点击ok(2) 旋转轴固定主菜单栏－》 Preprocessor－》Loads－》Define Loads－》Apply－》Structural－》Displacement－》On Lines选择轴线， 点击 ok出现如下对话框，选择 UX，表示固定其 X 方面，即在径向上不移动保存文件：2 .2 .加载电压加载电压给压电陶瓷加上电压，我们给定陶瓷下底面为0V ，陶瓷上底面为 1V 主菜单栏－》Preprocessor－》Loads－》Define Loads－》Apply－》Electric－》Boundary－》Voltage－》On Areas选择陶瓷下底面，如下出现对话框，要求输入电压值，电压值填0V用同样的方法选择陶瓷上底面，加1V 的电压。

四四 求解求解1 .1 .模态分析模态分析〔1〕选择分析类型：主菜单－》Solution－》Analysis Type－》New Analysis点击选择模态分析选项‘Modal’ ，点击 ok(2)分析参数设定：主菜单－》Solution－》Analysis Type－》Analysis Options, 设定求解模态数目为8点击 ok，出现对话框，频率范围可以不设定，直接点击ok〔3〕进入求解：主菜单－》Solution－》Solve－》Current LS ，表示采用当前约束条件进行求解出现下面两个提示，分别点击ok 和 yes程序进行求解，求解完成之后出现求解完毕提示，表示求解完成五五 查看结果查看结果1 1 查看模态结果查看模态结果主菜单－》General Postproc－》Results Summary，我们可以看出求出的前8 阶模态分别为：0Hz，4268.9Hz，19476Hz，21172Hz，51261Hz，58121Hz，58445Hz ，73133Hz2.2. 动态演示模态结果动态演示模态结果(1）读取模态结果读取第 1 阶模态结果： 主菜单－》General Postproc－》Read Results－》First Set实际上，由于模型未在 Z 方向加位移限制条件，故第阶1 模态频率为零，只作平动。

2）动态演示第 2 阶模态的振动形态读取模态结果读取第 2 阶模态结果：主菜单－》General Postproc－》Read Results－》Next Set ,实用菜单－》PlotCtrls－》Animate－》Mode Shape…点 击 之 后 出 现 对 话 框 对 动 画 进 行 参 数 设 置 ， 我 们 采 用 默 认 参 数 ，点击 ok 将会出现第 2 阶模态的振动形态动画也可选择 Main Menu>General Postproc>Plot Results>Deformed Shape 命令，弹出对话框选择[Def+undef edge] ,单击[OK]得到变形图六六 生成命令流文件生成命令流文件以上步骤都是在图形操作下完成的，但由于采用‘图形操作’来建模效率太低，而且不易于改变参数〔结构参数，材料参数和网格参数等〕 ，因此我们有必要采用文本编程的方法来建模和求解 ANSYS 软件提供了这方法， 但是要完全掌握 ANSYS 编程语言相比照较困难，而采用‘图形操作’建模过程中，软件会按照图形操作过程生成相应的文本命令，称之为命令流文件〔.lgw〕 因此我们在‘图形操作’建模之后生成命令流文件，然后对命令流文件进行编辑整理，分块， ‘具体参数变量化’(如轴对称模型只分析圆柱的一定角度，电极给定电压，划分线网格数)等等操作之后，再由软件读入该文件就可以得到我们所要求解的东西。

实用菜单－》File－》Write DB log file… ，输入 docheqi.lgw 文件名〔用蓝色字表示注释，红色标注提请注意〕〔用蓝色字表示注释，红色标注提请注意〕2 2 编辑命令流文件编辑命令流文件注意：所有以“！注意：所有以“！ ”开始的语句为注释语句，并不参加执行，可以去掉开始的语句为注释语句，并不参加执行，可以去掉/BATCH/BATCH! /COM,ANSYS RELEASE 8.0 UP20030930 17:45:52 09/16/2004! /COM,ANSYS RELEASE 8.0 UP20030930 17:45:52 09/16/2004/TITLE,normal cymbal/TITLE,normal cymbal/PREP7/PREP7ET,1,ET,1,SOLID45SOLID45！定义第一种单元ET,2,ET,2,SOLID5SOLID5！定义第二种单元!*!*!*!*! SAVE, element,db,D:\ANSYSfiles\docheqi Analisis\!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@material1!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@material1 金属壳材料金属壳材料mat1dens=mat1dens=27902790！铝密度mat1yang=mat1yang=！铝杨氏模量mat1person=mat1person=！铝泊松比!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@material3!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@material3 压电体材料压电体材料 PZT5PZT5mat2dens=mat2dens=77507750！密度c11=c11=！弹性常数矩阵c12=c12=c13=c13=c22=c22=c23=c23=c33=c33=c44=c44=c55=c55=c66=c66=e13=e13=！压电常数矩阵e23=e23=e33=e33=e52=e52=e61=e61=fx=fx=！介电常数矩阵fy=fy=fz=fz=!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@structural!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@structural 几何结构参数几何结构参数r1=10e-3r1=10e-3！陶瓷片半径r2=17e-3r2=17e-3！铝壳内半径r3=20e-3r3=20e-3！铝壳外半径！双迭片中铝片厚度h=10e-3h=10e-3！铝壳内腔深度！压电片厚度td=3e-3td=3e-3！铝壳底厚度theta=30theta=30！分析换能器的旋转角!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ meshline!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ meshline 网格分线控制网格分线控制tcbj=4tcbj=4lvbj=4lvbj=4bhow=2bhow=2hudu=10hudu=10dibj=10dibj=10dihow=4dihow=4shen=8shen=8!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@volut control!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@volut control 电压控制电压控制voltvalue=1voltvalue=1!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,mat1yangMPDATA,EX,1,,mat1yang！铝杨氏模量MPDATA,PRXY,1,,mat1personMPDATA,PRXY,1,,mat1person！铝泊松比MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,mat1densMPDATA,DENS,1,,mat1dens！铝密度!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,2,,MPDATA,DENS,2,,mat2densmat2dens！压电材料密度TB,ANEL,2,1,21,0TB,ANEL,2,1,21,0TBTEMP,0TBTEMP,0TBDATA,,TBDATA,,c11,c12,c13c11,c12,c13,,,,,,！压电材料弹性系数TBDATA,,TBDATA,,c22,c23,,,,c33c22,c23,,,,c33TBDATA,,TBDATA,,,,,c44,,,,,c44,,TBDATA,,TBDATA,,c55,,c66,,,c55,,c66,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPTEMP,1,0MPDATA,PERX,2,,MPDATA,PERX,2,,fxfx！压电材料介电常数MPDATA,PERY,2,,MPDATA,PERY,2,,fyfyMPDATA,PERZ,2,,MPDATA,PERZ,2,,fzfzTB,PIEZ,2,,,0TB,PIEZ,2,,,0TBMODIF,1,1,TBMODIF,1,1,TBMODIF,1,2,TBMODIF,1,2,TBMODIF,1,3,TBMODIF,1,3,e13e13！压电材料压电常数TBMODIF,2,1,TBMODIF,2,1,TBMODIF,2,2,TBMODIF,2,2,TBMODIF,2,3,TBMODIF,2,3,e23e23TBMODIF,3,1,TBMODIF,3,1,TBMODIF,3,2,TBMODIF,3,2,TBMODIF,3,3,TBMODIF,3,3,e33e33TBMODIF,4,1,TBMODIF,4,1,TBMODIF,4,2,TBMODIF,4,2,TBMODIF,4,3,TBMODIF,4,3,TBMODIF,5,1,TBMODIF,5,1,TBMODIF,5,2,TBMODIF,5,2,e52e52TBMODIF,5,3,TBMODIF,5,3,TBMODIF,6,1,TBMODIF,6,1,e61e61TBMODIF,6,2,TBMODIF,6,2,TBMODIF,6,3,TBMODIF,6,3,! SAVE, matiral constant,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@K,1,0,0,0,K,1,0,0,0,！定义关键点！定义关键点K,2,0,0,tj,K,2,0,0,tj,K,3,0,0,tj+ty,K,3,0,0,tj+ty,K,4,r1,0,0,K,4,r1,0,0,K,5,r1,0,tj,K,5,r1,0,tj,K,6,r1,0,tj+ty,K,6,r1,0,tj+ty,K,7,r2,0,0,K,7,r2,0,0,K,8,r2,0,tj,K,8,r2,0,tj,K,9,r3,0,0,K,9,r3,0,0,K,10,r3,0,tj,K,10,r3,0,tj,K,11,r3,0,tj+h,K,11,r3,0,tj+h,K,12,r3,0,tj+td+h,K,12,r3,0,tj+td+h,K,13,r2,0,tj+h,K,13,r2,0,tj+h,K,14,r2,0,tj+td+h,K,14,r2,0,tj+td+h,K,15,0,0,tj+h,K,15,0,0,tj+h,K,16,0,0,tj+td+h,K,16,0,0,tj+td+h,!SAVE,keypoint,db,!SAVE,keypoint,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@LSTR, 1, 2LSTR, 1, 2！关键点连线！关键点连线LSTR, 2, 3LSTR, 2, 3LSTR, 4, 5LSTR, 4, 5LSTR, 5, 6LSTR, 5, 6LSTR, 7, 8LSTR, 7, 8LSTR, 9, 10LSTR, 9, 10LSTR, 10, 11LSTR, 10, 11LSTR, 11, 12LSTR, 11, 12LSTR, 8, 13LSTR, 8, 13LSTR, 13, 14LSTR, 13, 14LSTR, 15, 16LSTR, 15, 16!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@2!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@2LSTR, 1, 4LSTR, 1, 4LSTR, 4, 7LSTR, 4, 7LSTR, 2, 5LSTR, 2, 5LSTR, 5, 8LSTR, 5, 8LSTR, 3, 6LSTR, 3, 6LSTR, 7, 9LSTR, 7, 9LSTR, 8, 10LSTR, 8, 10LSTR, 15, 13LSTR, 15, 13LSTR, 13, 11LSTR, 13, 11LSTR, 16, 14LSTR, 16, 14LSTR, 14, 12LSTR, 14, 12! SAVE, line,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FLST,2,4,4FLST,2,4,4！线围成面！线围成面FITEM,2,1FITEM,2,1FITEM,2,12FITEM,2,12FITEM,2,3FITEM,2,3FITEM,2,14FITEM,2,14AL,P51XAL,P51XFLST,2,4,4FLST,2,4,4FITEM,2,2FITEM,2,2FITEM,2,14FITEM,2,14FITEM,2,4FITEM,2,4FITEM,2,16FITEM,2,16AL,P51XAL,P51XFLST,2,4,4FLST,2,4,4FITEM,2,13FITEM,2,13FITEM,2,5FITEM,2,5FITEM,2,15FITEM,2,15FITEM,2,3FITEM,2,3AL,P51XAL,P51XFLST,2,4,4FLST,2,4,4FITEM,2,5FITEM,2,5FITEM,2,17FITEM,2,17FITEM,2,6FITEM,2,6FITEM,2,18FITEM,2,18AL,P51XAL,P51XFLST,2,4,4FLST,2,4,4FITEM,2,9FITEM,2,9FITEM,2,18FITEM,2,18FITEM,2,7FITEM,2,7FITEM,2,20FITEM,2,20AL,P51XAL,P51XFLST,2,4,4FLST,2,4,4FITEM,2,10FITEM,2,10FITEM,2,20FITEM,2,20FITEM,2,8FITEM,2,8FITEM,2,22FITEM,2,22AL,P51XAL,P51XFLST,2,4,4FLST,2,4,4FITEM,2,11FITEM,2,11FITEM,2,19FITEM,2,19FITEM,2,10FITEM,2,10FITEM,2,21FITEM,2,21AL,P51XAL,P51X! SAVE, area,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\FLST,2,7,5,ORDE,2FLST,2,7,5,ORDE,2！面旋转成体！面旋转成体FITEM,2,1FITEM,2,1FITEM,2,-7FITEM,2,-7FLST,8,2,3FLST,8,2,3FITEM,8,1FITEM,8,1FITEM,8,16FITEM,8,16VROTAT,P51X, , , , , ,P51X, ,VROTAT,P51X, , , , , ,P51X, , thetatheta, ,, ,！旋转角度！旋转角度! SAVE, volume,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\FLST,2,7,6,ORDE,2FLST,2,7,6,ORDE,2! !粘结体各部分粘结体各部分FITEM,2,1FITEM,2,1FITEM,2,-7FITEM,2,-7VGLUE,P51XVGLUE,P51X! SAVE, glue,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\FLST,5,6,6,ORDE,3FLST,5,6,6,ORDE,3FITEM,5,1FITEM,5,1FITEM,5,3FITEM,5,3FITEM,5,-7FITEM,5,-7CM,_Y,VOLUCM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCM,_Y1,VOLUCMSEL,S,_YCMSEL,S,_YCMSEL,S,_Y1CMSEL,S,_Y1VATT,VATT,1, , 1, 01, , 1, 0！指定金属壳材料为第一种单元，第一种材料属性CMSEL,S,_YCMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y1CM,_Y,VOLUCM,_Y,VOLUVSEL, , , , 2VSEL, , , , 2CM,_Y1,VOLUCM,_Y1,VOLUCMSEL,S,_YCMSEL,S,_YCMSEL,S,_Y1CMSEL,S,_Y1VATT,VATT,2, , 2, 02, , 2, 0！指定压电材料为第二种单元，第二种材料属性CMSEL,S,_YCMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y1! SAVE, matiral,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\FLST,5,6,4,ORDE,6FLST,5,6,4,ORDE,6FITEM,5,12FITEM,5,12FITEM,5,14FITEM,5,14FITEM,5,16FITEM,5,16FITEM,5,23FITEM,5,23FITEM,5,25FITEM,5,25FITEM,5,28FITEM,5,28CM,_Y,LINECM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XLSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECM,_Y1,LINECMSEL,,_YCMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,LESIZE,_Y1, , ,tcbjtcbj, , , , ,1, , , , ,1FLST,5,4,4,ORDE,4FLST,5,4,4,ORDE,4FITEM,5,13FITEM,5,13FITEM,5,15FITEM,5,15FITEM,5,31FITEM,5,31FITEM,5,33FITEM,5,33CM,_Y,LINECM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XLSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECM,_Y1,LINECMSEL,,_YCMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,LESIZE,_Y1, , ,lvbjlvbj, , , , ,1, , , , ,1FLST,5,8,4,ORDE,8FLST,5,8,4,ORDE,8FITEM,5,17FITEM,5,17FITEM,5,-18FITEM,5,-18FITEM,5,20FITEM,5,20FITEM,5,22FITEM,5,22FITEM,5,36FITEM,5,36FITEM,5,38FITEM,5,38FITEM,5,42FITEM,5,42FITEM,5,47FITEM,5,47CM,_Y,LINECM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XLSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECM,_Y1,LINECMSEL,,_YCMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,LESIZE,_Y1, , ,bhowbhow, , , , ,1, , , , ,1！划分线段网格！划分线段网格！划分线段网格FLST,5,11,4,ORDE,11FLST,5,11,4,ORDE,11FITEM,5,26FITEM,5,26FITEM,5,-27FITEM,5,-27FITEM,5,30FITEM,5,30FITEM,5,34FITEM,5,34FITEM,5,-35FITEM,5,-35FITEM,5,39FITEM,5,39FITEM,5,-40FITEM,5,-40FITEM,5,44FITEM,5,44FITEM,5,-45FITEM,5,-45FITEM,5,49FITEM,5,49FITEM,5,-50FITEM,5,-50CM,_Y,LINECM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XLSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECM,_Y1,LINECMSEL,,_YCMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,LESIZE,_Y1, , ,huduhudu, , , , ,1, , , , ,1 ！划分线段网格FLST,5,4,4,ORDE,4FLST,5,4,4,ORDE,4FITEM,5,19FITEM,5,19FITEM,5,21FITEM,5,21FITEM,5,51FITEM,5,51FITEM,5,-52FITEM,5,-52CM,_Y,LINECM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XLSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECM,_Y1,LINECMSEL,,_YCMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,LESIZE,_Y1, , ,dibjdibj, , , , ,1, , , , ,1 ！划分线段网格FLST,5,5,4,ORDE,5FLST,5,5,4,ORDE,5FITEM,5,8FITEM,5,8FITEM,5,10FITEM,5,10FITEM,5,-11FITEM,5,-11FITEM,5,46FITEM,5,46FITEM,5,48FITEM,5,48CM,_Y,LINECM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XLSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECM,_Y1,LINECMSEL,,_YCMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,LESIZE,_Y1, , ,dihowdihow, , , , ,1, , , , ,1！划分线段网格FLST,5,4,4,ORDE,4FLST,5,4,4,ORDE,4FITEM,5,7FITEM,5,7FITEM,5,9FITEM,5,9FITEM,5,41FITEM,5,41FITEM,5,43FITEM,5,43CM,_Y,LINECM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XLSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECM,_Y1,LINECMSEL,,_YCMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,LESIZE,_Y1, , ,shenshen, , , , ,1, , , , ,1！划分线段网格! SAVE, meshline,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\FLST,5,7,6,ORDE,2FLST,5,7,6,ORDE,2！划分体网格FITEM,5,1FITEM,5,1FITEM,5,-7FITEM,5,-7CM,_Y,VOLUCM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YCMSEL,S,_YMSHAPE,0,3dMSHAPE,0,3dMSHKEY,1MSHKEY,1VMESH,_Y1VMESH,_Y1MSHKEY,0MSHKEY,0CMDELE,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y1CMDELE,_Y2CMDELE,_Y2! SAVE, meshvolume,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\CSYS,CSYS,1 1！转换坐标系到柱坐标系下! SAVE, changecys,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\FLST,2,1697,1,ORDE,2FLST,2,1697,1,ORDE,2！转换节点到柱坐标系下FITEM,2,1FITEM,2,1FITEM,2,-1697FITEM,2,-1697NROTAT,P51XNROTAT,P51X! SAVE, changenodes,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@NSEL,S,LOC,Y,0NSEL,S,LOC,Y,0！边界约束条件DSYM,SYMM,Y,1DSYM,SYMM,Y,1NSEL,S,LOC,Y,30NSEL,S,LOC,Y,30DSYM,SYMM,Y,1DSYM,SYMM,Y,1NSEL,S,LOC,X,0NSEL,S,LOC,X,0DSYM,SYMM,X,1DSYM,SYMM,X,1! SAVE, loaddisp,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@NSEL,S,LOC,Z,tj+tyNSEL,S,LOC,Z,tj+ty！给压电材料外表加电压NSEL,R,LOC,X,0,r1NSEL,R,LOC,X,0,r1CP,1,VOLT,ALLCP,1,VOLT,ALL*GET,N1,NODE,,NUM,MIN*GET,N1,NODE,,NUM,MIND,N1,VOLT,voltvalueD,N1,VOLT,voltvalue！给定一电极电压值！给定一电极电压值NSEL,S,LOC,Z,tjNSEL,S,LOC,Z,tjNSEL,R,LOC,X,0,r1NSEL,R,LOC,X,0,r1D,ALL,VOLT,0D,ALL,VOLT,0！给定另一电极电压值！给定另一电极电压值NSEL,ALLNSEL,ALL! SAVE, loadele,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\FINISHFINISH/SOLU/SOLU！求解！求解ANTYPE,ANTYPE,2 2！进行模态分析！进行模态分析MSAVE,0MSAVE,0MODOPT,LANB,MODOPT,LANB,8 8！计算前！计算前 8 8 个模态个模态EQSLV,SPAREQSLV,SPARMXPAND,0, , ,0MXPAND,0, , ,0LUMPM,0LUMPM,0PSTRES,0PSTRES,0MODOPT,LANB,8,0,0, ,OFFMODOPT,LANB,8,0,0, ,OFFSOLVESOLVE! SAVE, solve,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\C C：水中建模过程：水中建模过程〔〔兰色字部分操作方法见后面附录〕水中建模过程与空气中建模过程基本相同，由于换能器置于无限介质水中， ANSYS 设置了近场水、远场水和边界水，其中，近场水只需设置在换能器近处周围，将换能器包围，远近场水只需设置在换能器近处周围，将换能器包围，远场水必须满足远场条件，边界水处于远场外边界，为全吸收层。

场水必须满足远场条件，边界水处于远场外边界，为全吸收层例如：双叠片换能器在水中的谐响应分析命令流文件如下：/BATCH! /COM,ANSYS RELEASE 9.0 UP20041104 23:25:18 06/06/2006/TITLE,head!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@material1金属材料mat1dens=2790!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@material3压电体材料 PZT4mat2dens=7550!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@material3近场水mat3dens=1000！水密度sonc3=1480！水中声速mu3=0！吸收系数!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@material4远场水mat4dens=1000sonc4=1480mu4=0!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@structura5边界水mat5dens=1000sonc5=1480mu5=1!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@ 结构参数h7=r6*(h1+h2+h3+h4-h6)/r2h8=r6*(h1+h2+h3+h4+r5-h6)/r2h9=r6*(h1+h2+h3+h4+r5-h6)/r1h10=r6*(h1+h2+h3+h4+r5-h6)/r4h11=r6*(h1+h2+h3+h4+r5-h6)/r3h12=r6*(h1-h6)/r2h13=-r6*h6/r2h14=-r6*h6/r1theta=45！ 绕轴旋转 45 度!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@电压控制参数voltvalue=1!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@网格划分控制参数tcbj=20ouco=1sdpd=3dbj=20bhw=4wqs=18wqx=12hudu=20dihw=6sdps=12sdpx=2tchw=4ys=20js=12!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@单元类型/PREP7ET,1,SOLID45ET,2,SOLID5ET,3,FLUID30KEYOPT,3,2,0！单元类型号，任意值，近场水0 远场水 1ET,4,FLUID30KEYOPT,4,2,1ET,5,FLUID130!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@实参量R,1,20e-6,！近场水实常数，任意号，参考压力R,2,20e-6,！远场水实常数，任意号，参考压力R,3,r6,0,0,0,！边界水实常数，半径，中心坐标X，Y，Z 值! SAVE, definerealconstants,db,D:\ANSYSFILES\1030WATERNEW\!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@金属材料MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,1,,mat1densMPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,mat1yangMPDATA,PRXY,1,,mat1person!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@压电片MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,2,,mat2densTB,ANEL,2,1,21,0TBTEMP,0TBDATA,,c11,c12,c13,,,TBDATA,,c22,c23,,,,c33TBDATA,,,,,c44,,TBDATA,,c55,,c66,,,MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,PERX,2,,fxMPDATA,PERY,2,,fyMPDATA,PERZ,2,,fzTB,PIEZ,2,,,0TBMODIF,1,1,TBMODIF,1,2,TBMODIF,1,3,e13TBMODIF,2,1,TBMODIF,2,2,TBMODIF,2,3,e23TBMODIF,3,1,TBMODIF,3,2,TBMODIF,3,3,e33TBMODIF,4,1,TBMODIF,4,2,TBMODIF,4,3,TBMODIF,5,1,TBMODIF,5,2,e52TBMODIF,5,3,TBMODIF,6,1,e61TBMODIF,6,2,TBMODIF,6,3,!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@近场水MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,3,,mat3densMPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,SONC,3,,sonc3MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,MU,3,,mu3!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@远场水MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,4,,mat4densMPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,SONC,4,,sonc4MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,MU,4,,mu4!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@边界水MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,DENS,5,,mat5densMPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,SONC,5,,sonc5MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,MU,5,,mu5！ ！@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@K,1,0,0,-h6,K,2,0,0,h1-h6,K,3,0,0,h1+h2-h6,K,4,0,0,h1+h2+h3-h6,K,5,0,0,h1+h2+h3+h4-h6,K,6,0,0,h1+h2+h3+h4+h5-h6,K,7,r3,0,h1+h2-h6,K,8,r3,0,h1+h2+h3-h6,K,9,r3,0,h1+h2+h3+h4-h6,K,10,r3,0,h1+h2+h3+h4+h5-h6,K,11,r4,0,h1+h2+h3-h6,K,12,r4,0,h1+h2+h3+h4-h6,K,13,r4,0,h1+h2+h3+h4+h5-h6,K,14,r1,0,-h6,K,15,r1,0,h1-h6K,16,r1,0,h1+h2+h3+h4-h6,K,17,r1,0,h1+h2+h3+h4+h5-h6,K,18,r2,0,-h6,K,19,r2,0,h1-h6,K,20,r2,0,h1+h2+h3+h4-h6,K,21,r2,0,h1+h2+h3+h4+h5-h6,K,22,0,0,r5,K,23,0,0,r6,K,24,r5,0,0,K,25,r6,0,0,K,26,r6,0,h7,K,27,r6,0,h8,K,28,r6,0,h9,K,29,r6,0,h10,K,30,r6,0,h11,K,31,0,0,-r5,K,32,0,0,-r6,K,33,0,0,0,K,34,r1,0,0,K,35,r2,0,0,K,36,r6,0,h12,K,37,r6,0,h13,K,38,r6,0,h14,!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@LSTR, 1, 2LSTR, 2, 33LSTR, 33, 3LSTR, 3, 4LSTR, 4, 5LSTR, 5, 6LSTR, 7, 8LSTR, 8, 9LSTR, 9, 10LSTR, 11, 12LSTR, 12, 13LSTR, 14, 15LSTR, 15, 34LSTR, 34, 16LSTR, 16, 17LSTR, 18, 19LSTR, 19, 35LSTR, 35, 20LSTR, 20, 21LSTR, 1, 14LSTR, 14, 18LSTR, 2, 15LSTR, 15, 19LSTR, 3, 7LSTR, 4, 8LSTR, 5, 9LSTR, 6, 10LSTR, 8, 11LSTR, 9, 12LSTR, 10, 13LSTR, 12, 16LSTR, 13, 17LSTR, 16, 20LSTR, 17, 21LSTR, 6, 22LSTR, 22, 23LSTR, 33, 34LSTR, 34, 35LSTR, 35, 24LSTR, 24, 25LARC,22,24,34,r5！圆弧线，起始关键点号，终点关键点号，圆心号，半径。

LARC,23,25,34,r6LSTR, 20, 26LSTR, 21, 27LSTR, 17, 28LSTR, 13, 29LSTR, 10, 30LSTR, 1, 31LSTR, 31, 32LSTR, 19, 36LSTR, 18, 37LSTR, 14, 38LARC,24,31,34,r5LARC,25,32,34,r6!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@!分割线，操作如下：！Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Partition>LinesFLST,2,12,4,ORDE,4FITEM,2,41FITEM,2,-47FITEM,2,50FITEM,2,-54LPTN,P51X！ 删除线,操作如下：!!Main Menu>Preprocessor>Modeling>Delete>Lines OnlyFLST,2,8,4,ORDE,4FITEM,2,69FITEM,2,-73FITEM,2,76FITEM,2,-78LDELE,P51X!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FLST,2,4,4FITEM,2,1FITEM,2,22FITEM,2,12FITEM,2,20AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,12FITEM,2,23FITEM,2,16FITEM,2,21AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,13FITEM,2,38FITEM,2,17FITEM,2,23AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,14FITEM,2,33FITEM,2,18FITEM,2,38AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,4FITEM,2,25FITEM,2,7FITEM,2,24AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,5FITEM,2,26FITEM,2,8FITEM,2,25AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,6FITEM,2,27FITEM,2,9FITEM,2,26AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,8FITEM,2,29FITEM,2,10FITEM,2,28AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,9FITEM,2,30FITEM,2,11FITEM,2,29AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,11FITEM,2,32FITEM,2,15FITEM,2,31AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,15FITEM,2,34FITEM,2,19FITEM,2,33AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,35FITEM,2,63FITEM,2,55FITEM,2,27AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,55FITEM,2,79FITEM,2,56FITEM,2,30AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,58FITEM,2,80FITEM,2,56FITEM,2,32AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,58FITEM,2,81FITEM,2,62FITEM,2,34AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,62FITEM,2,82FITEM,2,61FITEM,2,19AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,18FITEM,2,61FITEM,2,65FITEM,2,39AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,17FITEM,2,39FITEM,2,66FITEM,2,60AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,16FITEM,2,60FITEM,2,95FITEM,2,59AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,21FITEM,2,59FITEM,2,96FITEM,2,57AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,20FITEM,2,57FITEM,2,74FITEM,2,48AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,36FITEM,2,64FITEM,2,91FITEM,2,63AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,91FITEM,2,83FITEM,2,90FITEM,2,79AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,90FITEM,2,84FITEM,2,89FITEM,2,80AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,89FITEM,2,85FITEM,2,88FITEM,2,81AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,88FITEM,2,86FITEM,2,87FITEM,2,82AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,65FITEM,2,87FITEM,2,68FITEM,2,40AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,66FITEM,2,40FITEM,2,67FITEM,2,92AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,95FITEM,2,92FITEM,2,97FITEM,2,93AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,96FITEM,2,93FITEM,2,98FITEM,2,94AL,P51XFLST,2,4,4FITEM,2,74FITEM,2,94FITEM,2,75FITEM,2,49AL,P51X!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FLST,2,31,5,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-31FLST,8,2,3FITEM,8,32FITEM,8,23VROTAT,P51X, , , , , ,P51X, ,theta, ,FLST,2,31,6,ORDE,2FITEM,2,1FITEM,2,-31VGLUE,P51X!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FLST,5,10,6,ORDE,4！指定材料类型FITEM,5,1FITEM,5,-4FITEM,5,6FITEM,5,-11CM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCMSEL,S,_YCMSEL,S,_Y1VATT, 1, 1, 1, 0CMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1CM,_Y,VOLUVSEL, , , , 5CM,_Y1,VOLUCMSEL,S,_YCMSEL,S,_Y1VATT, 2, 1, 2, 0CMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1FLST,5,10,6,ORDE,2FITEM,5,12FITEM,5,-21CM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCMSEL,S,_YCMSEL,S,_Y1VATT, 3, 1, 3, 0CMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1FLST,5,10,6,ORDE,2FITEM,5,22FITEM,5,-31CM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCMSEL,S,_YCMSEL,S,_Y1VATT, 4, 2, 4, 0CMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1FLST,5,10,5,ORDE,10FITEM,5,101FITEM,5,104FITEM,5,107FITEM,5,110FITEM,5,113FITEM,5,116FITEM,5,120FITEM,5,122FITEM,5,125FITEM,5,128CM,_Y,AREAASEL, , , ,P51XCM,_Y1,AREACMSEL,S,_YCMSEL,S,_Y1AATT, 5, 3, 5, 0,CMSEL,S,_YCMDELE,_YCMDELE,_Y1!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FLST,5,8,4,ORDE,8！线网格划分，注意事项见附录FITEM,5,20FITEM,5,22FITEM,5,41FITEM,5,43FITEM,5,74FITEM,5,-75FITEM,5,152FITEM,5,180CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,dbj, , , , ,1FLST,5,18,4,ORDE,18FITEM,5,21FITEM,5,23FITEM,5,33FITEM,5,-34FITEM,5,38FITEM,5,46FITEM,5,50FITEM,5,54FITEM,5,73FITEM,5,81FITEM,5,85FITEM,5,96FITEM,5,98FITEM,5,122FITEM,5,134FITEM,5,149FITEM,5,162FITEM,5,177CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,bhw, , , , ,1FLST,5,8,4,ORDE,8FITEM,5,31FITEM,5,-32FITEM,5,80FITEM,5,84FITEM,5,118FITEM,5,120FITEM,5,132FITEM,5,159CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,ouco, , , , ,1FLST,5,10,4,ORDE,9FITEM,5,28FITEM,5,-30FITEM,5,79FITEM,5,83FITEM,5,110FITEM,5,112FITEM,5,115FITEM,5,128FITEM,5,156CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,sdpd, , , , ,1FLST,5,12,4,ORDE,10FITEM,5,24FITEM,5,-27FITEM,5,63FITEM,5,-64FITEM,5,99FITEM,5,101FITEM,5,104FITEM,5,107FITEM,5,125FITEM,5,153CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,tcbj, , , , ,1FLST,5,8,4,ORDE,8FITEM,5,14FITEM,5,18FITEM,5,65FITEM,5,68FITEM,5,72FITEM,5,76FITEM,5,140FITEM,5,168CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,wqs, , , , ,1FLST,5,13,4,ORDE,13FITEM,5,6FITEM,5,9FITEM,5,11FITEM,5,15FITEM,5,19FITEM,5,82FITEM,5,86FITEM,5,108FITEM,5,116FITEM,5,119FITEM,5,123FITEM,5,137FITEM,5,165CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,sdps, , , , ,1FLST,5,8,4,ORDE,8FITEM,5,13FITEM,5,17FITEM,5,53FITEM,5,66FITEM,5,-67FITEM,5,69FITEM,5,143FITEM,5,172CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,wqx, , , , ,1FLST,5,9,4,ORDE,9FITEM,5,1FITEM,5,12FITEM,5,16FITEM,5,42FITEM,5,47FITEM,5,95FITEM,5,97FITEM,5,146FITEM,5,174CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,dihw, , , , ,1FLST,5,5,4,ORDE,5FITEM,5,5FITEM,5,8FITEM,5,10FITEM,5,105FITEM,5,111CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,sdpx, , , , ,1FLST,5,3,4,ORDE,3FITEM,5,4FITEM,5,7FITEM,5,100CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,tchw, , , , ,1FLST,5,35,4,ORDE,35FITEM,5,44FITEM,5,-45FITEM,5,51FITEM,5,-52FITEM,5,70FITEM,5,-71FITEM,5,77FITEM,5,-78FITEM,5,102FITEM,5,-103FITEM,5,106FITEM,5,109FITEM,5,113FITEM,5,-114FITEM,5,117FITEM,5,121FITEM,5,124FITEM,5,127FITEM,5,130FITEM,5,133FITEM,5,136FITEM,5,139FITEM,5,142FITEM,5,145FITEM,5,148FITEM,5,151FITEM,5,155FITEM,5,158FITEM,5,161FITEM,5,164FITEM,5,167FITEM,5,170FITEM,5,173FITEM,5,176FITEM,5,179CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,hudu, , , , ,1FLST,5,20,4,ORDE,14FITEM,5,35FITEM,5,39FITEM,5,48FITEM,5,55FITEM,5,-62FITEM,5,126FITEM,5,129FITEM,5,131FITEM,5,135FITEM,5,138FITEM,5,141FITEM,5,144FITEM,5,147FITEM,5,150CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,js, , , , ,1FLST,5,20,4,ORDE,14FITEM,5,36FITEM,5,40FITEM,5,49FITEM,5,87FITEM,5,-94FITEM,5,154FITEM,5,157FITEM,5,160FITEM,5,163FITEM,5,166FITEM,5,169FITEM,5,171FITEM,5,175FITEM,5,178CM,_Y,LINELSEL, , , ,P51XCM,_Y1,LINECMSEL,,_YLESIZE,_Y1, , ,ys, , , , ,1!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FLST,5,31,6,ORDE,2！体网格划分FITEM,5,1FITEM,5,-31CM,_Y,VOLUVSEL, , , ,P51XCM,_Y1,VOLUCHKMSH,'VOLU'CMSEL,S,_YMSHAPE,0,3dMSHKEY,1VMESH,_Y1MSHKEY,0CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FLST,5,10,5,ORDE,10！边界水网格划分FITEM,5,101FITEM,5,104FITEM,5,107FITEM,5,110FITEM,5,113FITEM,5,116FITEM,5,120FITEM,5,122FITEM,5,125FITEM,5,128CM,_Y,AREAASEL, , , ,P51XCM,_Y1,AREACHKMSH,'AREA'CMSEL,S,_YMSHKEY,1AMESH,_Y1MSHKEY,0CMDELE,_YCMDELE,_Y1CMDELE,_Y2!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@CSYS,1！转换柱坐标系下!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FLST,2,17436,1,ORDE,2！转换所有节点到柱坐标下FITEM,2,1FITEM,2,-17436NROTAT,P51X!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@NSEL,S,LOC,Y,0！加载边界约束条件DSYM,SYMM,Y,1NSEL,S,LOC,Y,45DSYM,SYMM,Y,1NSEL,S,LOC,X,0DSYM,SYMM,X,1! SAVE, loaddisp,db,D:\ANSYSFILES\docheqi Analisis\!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@NSEL,S,LOC,Z,h1+h2-h6！加载电边界条件NSEL,R,LOC,X,0,r3CP,1,VOLT,ALL*GET,N1,NODE,,NUM,MIND,N1,VOLT,voltvalueNSEL,S,LOC,Z,h1+h2+h3-h6NSEL,R,LOC,X,0,r3D,ALL,VOLT,0NSEL,ALL!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FLST,2,10,5,ORDE,10！换能器与流体分界面的耦合FITEM,2,34FITEM,2,37FITEM,2,-38FITEM,2,42FITEM,2,46FITEM,2,55FITEM,2,62FITEM,2,65FITEM,2,69FITEM,2,-70SFA,P51X, ,FSI!!@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@FINISH/SOL！解!*ANTYPE,3！谐响应分析!*!*HROPT,FULLHROUT,OFFLUMPM,0!*EQSLV,FRONT,1e-008,PSTRES,0!*FINISH/PREP7ALPHAD,0,BETAD,0,DMPRAT,0.05,！设衰减系数!*HARFRQ,8000,11000,！设分析频率范围NSUBST,12,！设分析频率范围分段数KBC,0!*FINISH/SOL！开始解! /STATUS,SOLUSOLVE附录附录1 分割线操作当由关键点联结成线后，进行下面操作Main Menu>Preprocessor>Modeling>Operate>Booleans>Partition>Lines出现对话框。

拣拾待分割的线〔线变颜色〕 然后点击 OK，线被分割2 删除线操作Main Menu>Preprocessor>Modeling>Delete>Lines Only出现对话框拣拾待删除的线〔线变颜色〕 然后点击 OK，线被删除3.换能器与流体分界面的耦合操作Main Menu>Preprocessor>Load>Define Loads>Apply>Fluid/ANSYS>Field Surface>on Areas出现对话框拣拾换能器与流体分界面点击OK 即可 〔红色为换能器与流体分界面〕4 谐响应分析解Main Menu> Solution>Analysis Type>New Analysis出现对话框点击“Harmonic”， “OK”Main Menu> Solution>Analysis Type>Analysis Options出现对话框在 “ Solutionmethod” 中 取 “ Full” ； 在 “ DOFprintoutformat” 中 ， 可 选“Amplitud+Phase”(也可选实部加虚部)，点击“OK” ，然后再次出现对话框 “Full HarmonicAnalysis”,直接点击“OK” 。

Main Menu> Solution>Load Step Opts>Time/Frequenc>Freq and Substep出现对话框在“Harmonic freq range”中填写分析频率的上下限；在 “Number of substeps”中填写上述频率范围内所分段数Main Menu> Solution>Load Step Opts>Damping出现对话框在对话框中一般选取“constant damping ratio”,空气中一般为 0.02，水中一般为 0.05.Main Menu> Solution>Solve>current LS出现第一个对话框，点击“OK” ，接着出现第二个对话框，点击“yes”后，开始解，解完后，将给以提示5 通过后处理得到发射响应Main Menu>Time Hist postpro出现计算的频率范围点击对话框中绿色“+”号，出现对话框，拣拾水中某节点的相关数据，例如换能器前方轴线上边界水处节点的声压点击对话框中节点声压，出现声压数据在计算公式输入行输入发射响应级 SV 公式，由于边界水距离约为，又由于电极所加电压为1V，所以公式如对话框中所示。

写完公式点击“ENTER” ，即可得到结果如果还需计算换能器导纳，可继续运行“”〔参见后面〕文件，可出现相关数据〔各数据号为所在行号：如频率为1，声压为 2, 发射响应级为 3，电荷为 4，导纳为 6〕如果还需计算自由场接收电压灵敏度级与频率的关系，可在公式输入行输入计算公式，然后电击“ENTER” ，即可得到结果 〔关于公式说明请见后面〕如果要得到导纳的实部与虚部，可在公式输入行输入计算公式，如命名实部为“RM” ，虚部命名为“RI” ，可分别可写公式RM  REALMMHO，和公式RI  IMAGMMHO点击“ENTER” 即可但应注意：输入 IMAG 时，应先点击“INV” 如果需要列表给出相关数据，进行下面操作：Main Menu>Time Hist postpro>List Variables出现对话框将所需的变量号 〔3-发射电压灵敏度级， 6-导纳， 7-接收电压灵敏度级〕 填入， 然后点击 “OK” ，出现数据表同样可列出 2-声压，4-45 度电极上电荷，5-45 度电极上流过的电流数据表如果需要以图的形式给出各量与频率的关系，进行操作：Main Menu>Time Hist postpro>Graph variables出现对话框将所需的变量号填入，然后点击“ OK” ，出现变量与频率关系图。

如：发射响应级与频率关系图同样可给出导纳与频率关系图和接收电压灵敏度级与频率关系图，但是，要注意：接收电压灵敏度级的值是负的，这从“Time History Variables”表中计算结果可以看出，这里给出的是“振幅” 上述命令流文件中，施加电负载时也可采用：NSEL,S,LOC,Z,h1+h2-h6NSEL,S,LOC,Z,h1+h2-h6！给压电材料外表加电压NSEL,R,LOC,X,0,r3NSEL,R,LOC,X,0,r3CP,1,VOLT,ALLCP,1,VOLT,ALL*GET,N1,NODE,,NUM,MIN*GET,N1,NODE,,NUM,MIND,N1,VOLT,voltvalueD,N1,VOLT,voltvalue！给定一电极电压值！给定一电极电压值NSEL,S,LOC,Z,h1+h2+h3-h6NSEL,S,LOC,Z,h1+h2+h3-h6NSEL,R,LOC,X,0,r3NSEL,R,LOC,X,0,r3D,ALL,VOLT,0D,ALL,VOLT,0！给定另一电极电压值！给定另一电极电压值NSEL,ALLNSEL,ALLNSEL,S,LOC,Z,h1+h2-h6为施加电压在下电极外表，其Z 方向的位置为 h1+h2-h6NSEL,R,LOC,X,0,r3为施加电压在下电极外表，其r 方向的位置为 0 到 r3CP,1,VOLT,ALL定义任意参考号 1 为所有节点电压*GET,N1,NODE,,NUM,MIN N1=“所选择节点的最小编号”D,N1,VOLT,voltvalue在 N1 节点上施加电压 voltvalueNSEL,S,LOC,Z,h1+h2+h3-h6为施加电压在上电极外表， 其 Z 方向的位置为 h1+h2＋h3-h6NSEL,R,LOC,X,0,r3为施加电压在上电极外表，其r 方向的位置为 r3D,ALL,VOLT,0在所有节点上施加电压0NSEL,ALL重新恢复到选择所有的节点。

计算导纳〔MMHO〕继续运行下面程序：/POST26RFORCE,4,N1,AMPS存电极上的电荷到 N1 为第 4 个变量，PI2=(3.14159*2.)PROD,5,4,1,,MHOS,,,PI2设第 5 个变量 MHOS 为 PI2 乘第 4 个变量再乘频率 〔第 1 个变量〕PROD，6，5， ， ，MMHO， ， ，8设第 6 个变量 MMHO 为第 5 个变量乘 8〔因电荷只计算了45〕PRVAR,6列表输出变量 6 与频率的关系数据〔可不要求〕FINISH计算接收电压灵敏度级公式MV  SI C pr2prV2pr12IfVIfVYf其中：MV 为接收电压灵敏度，SI 为发射电流灵敏度，C 为互易常数， p 为距发射换能器远场r 处的声压，V 为加到发射换能器上的电压，I 为加到发射换能器上的电流，为水的密度，f 为频率这里，r=0.5m,10 kg /m,V=1v,所以，计算接收灵敏度级的公式简化为33SV  20logp/Y  f120附附录：录：附录 1：下面给出与上面结构尺寸完全相同的换能器放在空气中，所得到的数据与图表，以便与水中结果进行比较。

基频为 11728Hz 时模态变形图得到的导纳数据还可得到导纳实部“RMM”与虚部“IMM” 得到的电荷与导纳数据导纳“模”与频率关系图导纳实部与虚部与频率关系图〔似乎反了！ ！ ！ 〕得到的导纳实部与虚部数据附录 2：划分网格注意事项为使计算结果正确，除远场水边界满足远场条件外，最后划分网格形成单元，要使单元的边长比波长小得多，一般来说，最好到达十分之一个波长，但是，划分网格过细，计算花费机时就要大大加长，因此，在初步分析时可考虑单元边长为六到八分之一个波长即可，最后要求确定的结果时，再将单元边长细化另外， 如果分析的模型是轴对称情况， 在靠轴线的体中， r 〔x〕 方向线段划分数应与 〔y〕方向线段划分数相同，否则，整体网格划分时将会出错或网格划分不规则，影响计算结果。