4.2. Определение толщины пленки микронагревателя

Конечный элемент Shell157 характеризуется тем, что обладает толщиной, отличной от нуля. Таким образом, толщина нагревательного элемента будет определяться заданной толщиной конечного элемента.

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Real Constants - Add/Edit/Delete - Add - OK

(Главное Меню - Препроцессор - Вещественная константа - Добавить/Изменить/Удалить - Добавить - ОК)

В появившемся окне (рис. 4.2) задается толщина пленки (см. табл. 1):

Shell thickness at node I - OK.

Окно Real Constant - Close.

4.3. Присвоение заданных свойств элементам модели

ANSYS Main Menu - Preprocessor - -Attributes- - Define - All Areas

(Главное Меню - Препроцессор - -Атрибуты- - Определить - Выбранные Поверхности)

4.4. Создание конечно-элементного разбиения

ANSYS Main Menu - Preprocessor - MeshTool

(Главное Меню - Препроцессор - Инструмент разбиения)

Появляется рабочее окно MeshTool, содержащее инструменты для разбиения модели микросенсора на конечные элементы (рис. 4.3).

В верхней части окна MeshTool включается раздел Smart Size (Умный размер), движок устанавливается в среднее положение 6. В поле выбора формы конечных элементов Shape выбирается треугольная форма элементов (Tri). Далее нажимается кнопка Mesh. В появившемся окне нажимается кнопка Pick All - OK.

Окно MeshTool закрывается - Close.

Сохранение изображения модели

В соответствии с требованиями к оформлению отчета (см. пункт 8) необходимо получить изображение созданной конструкции сенсора. Подробное описание действий приведено далее в пункте 6.2.

4.5. Определение системы тепловых единиц

ANSYS позволяет производить расчет тепловых характеристик как в Кельвинах, так и в градусах по Цельсию. Характеристики рассматриваемой модели будем исследовать в градусах по Цельсию:

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Material Props - Temperature Unit..

В появившемся окне выбирается необходимая система исчисления температуры:

Рис. 4.4 Выбор системы исчисления температуры

4.5. Приложение нагрузок и граничных условий

Для расчета тепловых величин необходимо предварительное определение базовой температуры (значение температуры от которого ведется отсчет Reference Temperature) и температуры окружающей среды (Uniform Temp).

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Loads - -Loads- - Settings- Reference Temperature

В появившемся окне устанавливается значение температуры 0.

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Loads - -Loads- - Settings- Uniform Temp

В появившемся окне устанавливается значение температуры 20.

Следующим шагом является приложение определенной температуры к элементам модели. В нашем случае будем предполагать, что линии, расположенные на торцах контактных площадок (см. рис. 4.5) находятся при температуре 20С.

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Loads - -Loads- - Apply - Thermal -> Temperature -> On Line

Рис. 4.5. Результат приложения температуры

Приложение напряжения:

ANSYS Main Menu - Preprocessor - Loads - -Loads- - Apply - Electric -> Boundary -> Voltage -> On Areas

Появившимся курсором – стрелкой выделяется одна из поверхностей, представляющих собой контактную площадку (см. рис. 2.3) -> Apply. В появившемся окне (см. рис. 4.6) устанавливается величина напряжения 0. Затем выделяется вторая контактная площадка -> ОК. Устанавливается одно из значений напряжения, указанных в таблице 3 -> ОК.

Рис. 4.6. Определение величины прикладываемого напряжения

Сохраните внесенные изменения в соответствии с пунктом 2.7.