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Hallo Zusammen,

möchte gern mal fragen, ob mit Abaqus Piezoaktoren simuliert werden können oder nicht!

ich bitte um Rückmeldung

Gruß,Maro

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Keiner hat eine Idee?!!!

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Ja, es ist möglich.

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Irgendwas geht immer kaputt

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Hallo Tschorsch,

vielen Dank nochmal für Deine Antwort!
Könntest Du mir bitte ein paar tipps geben,was ich so ungefähr dabei definieren muss!
Ich habe eigentlich nur rein mechanisch mit Abaqus gearbeitet,aber mit Piezoeffekt bzw. elektrisch-mechanisch noch nie!

Danke im Voraus für die Antworten!

Gruß,Maro

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Hallo,
ich weiß zwar nicht, um was für einen Aktor es sich bei dir handelt, aber im Groben sind folgende Dinge zu beachten:
- Definition des Material (Elastizitätskonstanten, Dielektrizitätskonstanten, Piezomodul)
- Hinzufügen eines neuen Koordinatensystem, an dem du dein Material ausrichtest
- Aufbringen des elektrischen Potentials
Bei den genannten Punkten ist stets zu beachten, in welche Richtung deine Keramik polarisiert ist.
Unter Mesh – Elementtype auf Piezoelektric stellen
Dann sollte es funktionieren.

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Irgendwas geht immer kaputt

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Hallo Tschorsch,

vielen Dank für die Hilfe und bin jetzt soweit!
Nun, könntest Du mir botte nochmal kurz ausführlicher erklären, was die Punkte 2 und 3 betrifft?

Danke, Maro

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zu 2.
Nachdem du das Material dem Part zugewiesen hast, erstellst du ein neues Koordinatensystem (Create Datum CSYS: 3Points) und positionierst es am Part. Danach weist du mit Assign – Materialorientation (dann Part markieren – Done – Datum CSYS List (rechts unten) und Koord.System auswähen) die Orientierung zu, da es sich um orthotropes Material handelt. Nun ist es, je nachdem wie du dein Material definiert hast in eine bestimmte Richtung polarisiert (i.d.R. ist das die z-Richtung; kann aber jede beliebige sein).

zu 3.
Nachdem du Assembly, Steps etc. abgehandelt hast, bringst du unter Load das elektrische Potential auf. Die Richtung des Potentials hängt nun davon ab, ob es sich um einen d33 oder d31-Aktor handelt.

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Irgendwas geht immer kaputt

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Beam_piezo.rar

Hallo nochmal,

kann mir jemand sagen, warum sich mein piezo so verhält (siehe odb.file)?
Das Modell besteht aus einem Balken und einem Piezoelement, die auf einander platziert sind. An einer Seite sind alle Freiheitsgrade auf 0 gesetzt (siehe cae.file)!

Finde man irgendwo bessere Infos als unter Kapitel 6.4 im Abaqus?

Danke für eure Antwort

Gruß,Maro

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Beam_piezo.rar

hier ist das odb.file!!

Gruß,Maro

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Wie es scheint, ist dein Material laut der Steifigkitsmatrix in x-Richtung polarisiert. Die Piezokonstanten hast du aber nach der y-Richtung angegeben. Weiterhin solltest du bei den Dielektrizitäskonstanten auf Orthotrop umstellen.
Als BC hast du, so scheint es mir, Linienelemente markiert. Das Potential muss aber auf die Flächen. Und der Potentialunterschied sollte nicht Null sein, sonst passiert nichts.

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Irgendwas geht immer kaputt

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Hallo Tschorsch,

Nach deinen Bemerkungen habe ich an meinem Modell mit den Parametern rumgespielt, kam aber das gleiche Ergebniss raus!!
Könntest du mir bitte diese Parametern so ändern, dass irgendwie logische Ergebnisse rauskommen? (siehe cae.file im vorherigen Beitrag)
Der Konzept von meinem Modell ist, dass das Piezoelement Beispielsweise die Eigenfrequenzen des Balken messen soll!
Sollte am Ende u.a nicht eine electrische Feld-Frequenz-Kurve rauskommen?
Danke für deine Hilfe!

liebe Grüße, Maro

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beam.rar

Hallo,
ich hab an den Parametern etwas geändert. Was du genau machen willst ist mir nicht ganz klar. Ich würde dir aber erst mal empfehlen, die Piezocharakteristik an einem Einheitswürfel zu untersuchen und zu vergleichen, ob es mit der Handrechnun hinkommt. Wenn dass dann passt, kannst du das ja auf deinen Fall übertragen.
Wie es aber für mich aussah, wolltest du das Piezoelement auf die Platte aufkleben, doch irgendwie scheinen die keine Verbindung zu haben. Versuchs mal mit tie.

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Irgendwas geht immer kaputt

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probe.zip

Hallo Tschorsch,

herzlichen Dank nochmal für deine Antworten.
Ich habe ein einfaches Piezoelement-Modell (siehe Anhang) erstellt.

Sein Matrial, -Orientierung, BC (6 DOF und 1 Electrische Freiheitsgrad) und ein Step (Frequenz) sind definiert worden. Es besteht auf dem Element keine äußere Kraft (also Modalanalyse).
Ich wollte damit sehen, was mit dem Element nun passiert. Das Ergebniss zeigt, dass das Piezoelement sich verformt und eine große elektrische Potential besitzt! Die Frage jetzt, woher kam die Verformung des Piezoelemente überhaupt zustande? Obwohl es keine äußere Kraft drauf ist? Ist das allein durch seine Schwerkraft?Eigenfrequenz?

soweit ich weiss, wenn ein Piezoelement auf einen Balken geklebt ist und der Balken durch äußere Kraft belastet wird, weist das Piezo eine Wiederstandsänderung auf, und damit entsteht eine elektrische Spannung und andere elektrische Größen! (Also Eingangsgröße: Kraft und Ausgangsgröße: elektrische Spannung).
Daher wollte ich wissen, wo u.a. die elektrische Spannung in meinem Modell herkam!

Zur Aufgabe: Ich muss mit Abaqus ein einfaches Piezoelement (0.5 mm Dicke)geklebt auf einem einseitigen gespannten Balken simulieren. Mal ohne Kraft auf dem Balken und Mal mit Kraft.

Noch eine Frage: gibt es Möglichkeit, das Piezoelement als 3D Shell zu modellieren? oder nicht? Ich habe versucht aber bei der Vernetzung gab es kein elementtyp dafür!!

Vielen Dank, Maro

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Irgendweleche Idee?

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