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Hallo Zusammen!

Hab im Rahmen meiner Diplomarbeit vor kurzem mit der Modellierung in Ansys 12 gestartet.

Nun stehe ich vor einigen Problemem bei der Modellierung eines kapazitiv angeregten Cantilever, wobei mich die Ansys-Hilfe nich viel weiter gebracht hat.

Den Cantilever samt Elektrode hab ich im Modeller modelliert. Für die Umgebungsluft habe ich das "Enclosure"-Tool genutzt, mit der Option "Merge Parts" aktiviert.

Zur Analyse des Systems hab ich die "Megnetostatic Analysis" genutzt. Ist das die richtige Wahl, oder doch "Electric Analysis"?
Die Umgebungsluft hab ich an den Außenflächen mit "Magnetic FLux Parallel" definiert.

Zur Modellierung der Anregunge, hatte ich gedacht, Cantilever und Elektrode jeweils als "Source Conductor" festzulegen und damit die Potentialdifferenz einzustellen.
Ansys gibt an dieser Stelle immer die Fehler aus, "Invalid Geometry" und das die Anregung nicht mit einer Geometrie verbunden sei. Das steht irgendwie in Beziehung zu meinem Modell der Umgebungsluft.

So, nun meine Fragen:
1.Bin ich mit der Vorgehensweise auf dem richtigen Weg?
2.Hätte jemand ein gutes Tutorial zu einem solchen Fall?
2.Wie stellt sich nach Erhalt der Ergebnisse die Verbindung zum mechnischen Verhalten her? Bei einer termischen Analyse z.B. können dessen Ergebnisse direkt in das "Setup" der statischen mechanischen Analyse eingehen. Bei der elektrischen Analyse schein das nicht auf diese Weise zu funtionieren.

Vielen Dank schon mal im Voraus,
Jeff

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Ok, hab das Problem erkannt. Eine Analyse dieser Art wird von der "Workbench" in Ansys 12 mit GUI nicht unterstützt. Es muss das klassische "Ansys Multiphysics Utility" verwendet werden.

Viele Grüße,
Jeff

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Ja, wenn ich wüsste, was in diesem Fall ein Cantilever ist und wie er aussieht und funktioniert, dann könnte ich ja vielleicht mal darüber nachdenken.

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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Hallo,

Zitat:

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Den Cantilever samt Elektrode hab ich im Modeller modelliert.

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das ist gut. Wenn wir nun die Möglichkeit hätten dieses Modell anzusehen und eine Beschreibung dazu bekommen was ein Cantilever ist kommen wir hier sicherlich weiter.

Aus dem zweiten Beitrag:

Zitat:

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Es muss das klassische "Ansys Multiphysics Utility" verwendet werden.

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Das ist falsch. Um eine Kopplung emag-structur zu ermöglichen sind zwar (noch) APDL-Befehle notwendig, deshalb muss aber nicht gleich die Simulationsumgebung gewechselt werden. Die Befehle können in der Workbench über Command-Objekte eingefügt werden.

Gruß simulmi

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Matthias Ulmer
Institut für Feinwerktechnik
Universität Stuttgart

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In diesem Fall ist der Cantilever ein einseitig eingespannter Balken, mit abmaßen im um Bereich. Unter dem freien Ende des Balkens ist eine Elektrode angebracht (Abstand Cantilever-Elektrode etwa 2um). Durch anlegen einer Potentialdifferenz und des somit in der Luft entstehenden electrostatischen Feldes wird der Balken angezogen. Wird z.B. für Schalter genutzt.

Ist es sinnvolle, alle Bauteile in dem "Designmodeler" zu erstellen, mit Luft als Volumenelement und dann als iges im Ansys APDL zu? Im APDL dann alle wieter Schritte zur Modellierung von elektrostatische Kraft und Verformung durchzuführen?

Oder gibt es auch die Möglichkeit das Modell komplett, inclusive Electrostatic, in der Workbench zu modellieren und diese Informationen dann an eine Ansys APDL Analyse (innerhalb der Workbench) weiterleieten um die resultierenden Kräfte des elektrostatischen Feldes zu berechen. Die auf diese Weise erhaltenen Kräfte dann anschließend auf eine statisch oder transiente mechanische Analyse weiterleiten und nutzen, so dass man nur die Workbench-Umgebung nutzen muss.
Oder ist das einfach nur umständlich?

Bin ein ziemlicher Anfänger mit Ansys; kenn mich also mit dem klassischen Ansys noch weniger aus als mit der Workbench-Umgebung.

Cheers, Jeff

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CL_cap.jpg CL_cap2.jpg

Guten Morgen,

hab mal zwei Bilder des Cantilevers angehängt. Der Cantilever selber ist von dem Abmaßen 100*600*3um^3 (b*l*h) und 100*100*2 um^3 für die Elektrode. Abstand Balken-Elektrode ist 2um. Die Box um den Cantilever ist die Luft und als Enclosure modelliert.

Das sich die Kopplung über APDL-Befehle und Command-Objekte realisieren lässt ist schon mal gut.

Zur Vorgehensweise hatte ich gedacht, dass man das Modell auch über die elektro-statische Analyse ersellen kann. Auf die Oberflächen von Balken und Elektrode eine Ladung mit der jeweiligen Spannung (Cantilever z.B. als ground).
Dann über APDL-Befahle die aus dem elektrostatischen Feld resultierenden Kräfte auf den Cantilever berechnen und diese dann in einer mechanischen Analyse dann importieren?

Wie ist es nur in der elektrostatischen Analyse möglich, die Randbedingungen der Luft auf Magnetic Flux Parallel zu stellen, auch mittels APDL-Befehlen?

Danke schon mal für die Hinweise.

Viele Grüße,
Jeff

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Wenn man sich das Prinzip der Kraftberechnung ansehen will, gibt es im FEM für Praktiker Band4 2. Auflage das Beispiel "Kraft im elektrostatischen Feld"

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Viel Erfolg wünscht
Wolfgang Schätzing

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