壓電與機(jī)電耦合分析培訓(xùn)課程
培訓(xùn)對(duì)象
從事壓電傳感器/作動(dòng)器/換能器設(shè)計(jì)的工程師、MEMS器件研發(fā)人員、超聲設(shè)備/能量采集系統(tǒng)研究人員、需要掌握壓電本構(gòu)模型的CAE仿真人員。
培訓(xùn)目標(biāo)
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理解壓電效應(yīng)的物理機(jī)理(正壓電效應(yīng)/逆壓電效應(yīng))。
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掌握壓電材料的本構(gòu)模型與ANSYS/COMSOL中的壓電分析模塊。
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能夠獨(dú)立完成典型壓電器件(超聲換能器、壓電能量采集器、MEMS)的仿真分析。
培訓(xùn)內(nèi)容介紹
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壓電效應(yīng)基礎(chǔ)理論:正壓電效應(yīng)(機(jī)械能→電能)與逆壓電效應(yīng)(電能→機(jī)械能);壓電本構(gòu)方程的四種形式(d型、e型、g型、h型);壓電常數(shù)矩陣的物理意義;壓電材料的極化方向與坐標(biāo)系。
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壓電材料與屬性定義:常用壓電材料(PZT、PVDF、石英、PMN-PT)的特性;壓電材料屬性輸入(介電常數(shù)矩陣、壓電常數(shù)矩陣、彈性常數(shù)矩陣);材料坐標(biāo)系的定向;阻尼與機(jī)械品質(zhì)因數(shù)。
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ANSYS壓電分析模塊:ANSYS中壓電單元的選擇(SOLID5、SOLID98、PLANE13、SOLID226、SOLID227);壓電材料屬性的輸入方式;耦合場(chǎng)分析類型的選擇。
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COMSOL壓電分析模塊:COMSOL中壓電物理場(chǎng)接口;壓電多物理場(chǎng)耦合節(jié)點(diǎn)的設(shè)置;終端與浮置電位的定義;電路耦合的實(shí)現(xiàn)。
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靜力分析與傳感特性:壓電傳感器的靜態(tài)響應(yīng);力-電壓轉(zhuǎn)換系數(shù)的計(jì)算;靈敏度分析;電荷放大器的電路耦合。
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模態(tài)分析與作動(dòng)特性:壓電器件的固有頻率與振型;逆壓電效應(yīng)下的變形響應(yīng);作動(dòng)器的位移/力輸出;諧振頻率的阻抗特性。
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諧響應(yīng)分析與導(dǎo)納特性:頻率掃描下的電壓/位移響應(yīng);導(dǎo)納圓圖的繪制;諧振頻率與反諧振頻率的提取;機(jī)電耦合系數(shù)的計(jì)算。
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瞬態(tài)分析與脈沖響應(yīng):脈沖激勵(lì)下的電壓輸出;超聲脈沖的發(fā)射與接收;回波信號(hào)的模擬;時(shí)間-電壓/位移曲線。
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超聲換能器仿真:超聲換能器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);匹配層與背襯層的作用;聲場(chǎng)輻射特性;聲壓級(jí)與指向性分析。
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壓電能量采集器:振動(dòng)環(huán)境下的能量轉(zhuǎn)換;諧振頻率調(diào)諧;阻抗匹配與功率輸出;非線性寬頻帶能量采集。
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MEMS壓電器件:薄膜壓電材料的建模;微加工工藝的影響;尺度效應(yīng)與殘余應(yīng)力;MEMS壓電麥克風(fēng)/陀螺儀的仿真。
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綜合實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目:典型壓電器件(如超聲換能器、壓電能量采集器、壓電噴墨打印頭)的完整仿真,包含模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析、機(jī)電耦合系數(shù)計(jì)算與性能優(yōu)化。
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專家力量:
中國(guó)科學(xué)院相關(guān)研究所高級(jí)研究人員
西門子,TI,vmware,MSC,Ansys,MDI,Mentor, candence,Altium,Atmel 、Freescale,達(dá)索,華為等
大型公司高級(jí)工程師,項(xiàng)目經(jīng)理,技術(shù)支持專家
中科信軟培訓(xùn)中心,資深專家或講師
大多名牌大學(xué),碩士以上學(xué)歷,相關(guān)學(xué)歷背景專業(yè),理論素養(yǎng)高
多年實(shí)際項(xiàng)目實(shí)踐,大型復(fù)雜項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)案例分享,熱情,樂(lè)于技術(shù)分享
針對(duì)客戶實(shí)際需要,真實(shí)案例演示,互動(dòng)式溝通,學(xué)有所值