4.3 Модальный анализ с измельчением сетки в критических областях

На рисунках 4.14 – 4.16 видно, что критической областью в микроакселерометре при номинальных размерах является торцевая сторона подвижной массы, на рисунках обозначенная красным цветом. Исходная конечно-элементная модель микроакселерометра показана на рисунке 4.26.

Рисунок 4.26 – Исходная конечно-элементная модель микроакселерометра

Необходимо уменьшить сетку в этой области в 2 раза, как показано на рисунке 4.27.

Рисунок 4.27 – Конечно-элементная модель микроакселерометра с уменьшенной сеткой

Собственные формы измененной КЭМ представлены на рисунках 4.28 – 4.30.

Рисунок 4.28 – Первая собственная форма при измененной сетке

Рисунок 4.29 – Вторая собственная форма при измененной сетке

Рисунок 4.30 – Третья собственная форма при измененной сетке

Сравнение значений смещений исходной и измененной КЭМ при всех собственных частотах приведены в таблице 4.10. Количество узлов и элементов в исходной и измененной КЭМ отображены в таблице 4.11.

Таблица 4.10 – Сравнение смещений в исходной и измененной КЭМ по всем собственным частотам

	1я собственная форма	2я собственная форма	3я собственная форма
Смещение в исходной КЭМ	122304	121325	199994
Смещение в измененной КЭМ	122301	121336	200000

Легко заметить, что значения смещения отличаются меньше чем на 2%, следовательно модель можно считать адекватной.

Таблица 4.11 – Количество узлов и элементов

	Количество узлов	Количество элементов
Количество узлов в исходной КЭМ	21826	14277
Количество узлов в измененной КЭМ	32879	21527

Выводы

Проанализировав графики выше можно предположить, что смоделированный акселерометр выдерживает нагрузки, на которые он рассчитан. Измерения же самого акселерометра практически не искажаются.

Зависимость смещения по всем осям X, Y и Z от ускорения линейна. Характеристика чувствительности представляет собой ломанную кривую. (Отношение суммарного смещения к ускорению)

Проведя модальный анализ видно, что максимальная деформация наблюдается на третьей собственной частоте.

Наибольшее отклонение наблюдается на 2ой собственной частоте - при уменьшении ширины подвижной массы на –2.6 мкм частота увеличивается на 21.5%, при увеличении ширины подвижной массы на +2.6 мкм частота уменьшается на 21.1%. Время отклика t_пп=0,49*10^-6 с.

При увеличении вдвое числа элементов в критических областях, максимальная разница результатов наблюдается на второй собственной частоте, на которой погрешность составляет 0,009%, следовательно модель можно считать адекватной.

5. Методическое обеспечение

   1. Руководство Администратора

В задачи системного администратора входит установка лицензионного программного комплекса ANSYS ED 9 на сервер, настройка рабочих станций и консультирование пользователя. Системный администратор объясняет как работать с программой. Рассмотрим его задачи более подробно.

Для установки программного комплекса на сервер системному администратору необходим диск с лицензионной программой. Администратор должен настроить на сервере доступ в глобальную сеть и настроить его связь с рабочими станциями, расположенными удаленно. А так же генерация паролей, позволяющего другому администратору менять настройки сервера.

Перед началом настройки рабочих станций для пользователей системный администратор должен удостоверится, что в компьютерах настроен выход в глобальную сеть и он полностью укомплектован. На рабочие станции с сервера должны быть розданы права пользования программного комплекса ANSYS ED 9

Системный администратор считывает с диска дистрибутив на сервере. Запускается файл Setup.exe автоматически. Устанавливаются требуемые пакеты и программы комплекса.

После завершения установки программного комплекса на сервер необходимо установить менеджер лицензий. При установке менеджера лицензий, необходимо ввести номер лицензии. Номер лицензии получен в лицензионном центре вместе с диском.

Если в процессе установки возникли проблемы или ошибки, то данные вопросы необходимо решать со службой технической поддержки программного комплекса ANSYS ED 9 и задать им все интересующие вопросы.

Номер телефона службы поддержки находится в том же пакете бумаг, полученном в лицензионном центре, вместе с дистрибутивом программы.