2.4. Объединение поверхностей

Образованные поверхности лишь соприкасаются друг с другом. Для того, чтобы получить «монолитную конструкцию» необходимо провести операцию объединения.

ANSYS Main Menu - Preprocessor - -Modeling- - Operate - Glue - Areas

(Главное Меню - Препроцессор - -Моделирование- - Выполнить операции - Склеить - Площади)

В появившемся окне в левом нижнем углу нажимается кнопка Pick All (Выделить Все) - ОК.

2.5. Сохранение созданной модели

В меню ANSYS Toolbar нажимается кнопка SAVE_DB (сохранить базу данных) (см. рис. 2.5)

3. Определение теплофизических свойств материала микронагревателя

Материалом моделируемого микронагревателя является платина (platinum) . Данный материал наиболее часто используется при изготовлении микронагревателей сенсоров в силу своей высокотемпературной устойчивости к окислению. Тепло-физические свойства тонкопленочной платины приведены в табл. 2.

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Material Props - Material Models - Structural - Linear - Elastic - Isotropic

(Главное Меню - Препроцессор - Свойства Материалов - Модели Материалов - Структурный - Линейный - Эластичный - Изотропный)

В появившемся окне (рис. 3.1) задаются модуль Юнга (ЕХ) (Yang module) и коэффициент Пуассона (PRXY) (Poisson's ratio ) - OK. Не выходя из открытого окна Material Models, определяется плотность материала (Dencity). Теплоемкость (Specific Heat), теплопроводность (Conductivity) и удельное сопротивление (Resistivity) задаются следующим путем:

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Material Props - Material Models - Thermal -> Specific Heat

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Material Props - Material Models - Thermal -> Conductivity -> Isotropic

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Material Props - Material Models - Electromagnetics -> Resistivity -> Constant

Окно Material Models закрывается.

4. Разбиение на конечные элементы и получение объемной модели акселерометра

Для того, чтобы произвести моделирование и расчет параметров микронагревателя вначале необходимо представить его как набор контактирующих между собой определенным образом конечных элементов. Существует большое количество типов конечных элементов. Каждый из них характеризуется определенными параметрами расчета и применяется для определенного типа моделирования (моделирование процессов упругой деформации, моделирование тепловых потоков и напряжений, моделирование электрических полей и т.п.).

Для моделирования тонкопленочного нагревательного элемента выбирается конечный элемент, обозначаемый как Shell 157. Данный элемент характеризуется возможностью моделировать выделение Джоулевого тепла в проводнике при приложении к нему разности потенциалов.

4.1. Задание типа конечного элемента

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Element Type - Add/Edit/Delete - Add

(Главное Меню - Препроцессор - Тип Элемента - Добавить/Изменить/Удалить - Добавить)

В появившемся окне (рис. 4.1) в группе элементов, предназначенных для моделирования термоэлектрических эффектов, выбирается конечный элемент Shell - 4 node 157 - OK. Окно Element Type закрывается (Close).