18.5.1 前处理
1.定义工作文件名和工作标题
1）执行菜单栏中File＞Change Jobname命令，打开Change Jobname对话框，在对话框的文本框中输入工作文件名exercise1，使NEW log and error files保持Yes状态，单击OK按钮关闭对话框。
2）执行菜单栏中的File＞Change Title命令，打开Change Title对话框，在对话框中输入工作标题Transient response of an electrostatic transducer-resonator，单击OK按钮关闭对话框。
2.定义单元类型
1）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Element Type＞Add/Edit/Delete命令，打开Element Types对话框，如图18-33所示。
2）单击Add按钮，打开Library of Element Types对话框，如图18-34所示。在Library of Element Types两个下拉列表框中分别选择Coupled Field和Transducer 126选项，在Ele-ment type reference number文本框中输入1，单击OK按钮关闭Library of Element Types对话框。
3）单击“Add”按钮，打开Library of Element Types对话框，如图18-34所示。在Library of Element Types两个下拉列表框中分别选择Structual Mass和3D mass 21选项，在Element type reference number文本框中输入2，单击OK按钮关闭Library of Element Types对话框。
4）在Defined Element Types列表框中选择Type 2 MASS21选项，单击Options按钮，打开MASS21 element type options对话框，如图18-35所示。在Rotary intertia options K3下拉列表框中选择2-D w/o rot iner选项，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。
图18-33 Element Types对话框
图18-34 Library of Element Types对话框
图18-35 MASS21 element type options对话框
5）单击Add按钮，打开Library of Element Types对话框，如图18-34所示。在Library of Element Types两个下拉列表框中选择Combination和Spring-damper 14选项，在Element type reference number文本框中输入3，单击OK按钮关闭Library of Element Types对话框。
6）在Defined Element Types下拉列表框中选择Type 3 COMBIN14选项，单击Options按钮，打开COMBIN14 element type options对话框，如图18-36所示。在DOF select for 1D be-havior K2下拉列表框中选择Longitude UX DOF选项，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。
7）单击Add按钮，打开Library of Element Types对话框，如图18-34所示。在Library of Element Types两个下拉列表框中分别选择Combination和Spring-damper 14选项，在Element type reference number文本框中输入4，单击OK按钮关闭Library of Element Types对话框。
8）在Defined Element Types列表框中选择Type 4 COMBIN14选项，单击Options按钮，打开COMBIN14 element type options对话框，如图18-36所示。在DOF select for 1D behavior K2下拉列表框中选择Longitude UX DOF选项，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。
9）单击Close按钮关闭Element Types对话框。
3.定义实常数并建立模型
1）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Real Constants＞Add/Edit/Delete命令，打开Real Constants对话框，如图18-37所示。
2）单击Add按钮打开Element Type for Real Constants对话框，在Choose element type列表框中选择Type 1 TRANS126选项，如图18-38所示。
图18-36 COMBIN14 element type options对话框
图18-37 Real Constants对话框
图18-38 Element Type for Real Constants对话框
3）单击OK按钮打开Real Constant Set Number1，for EMT 126对话框，如图18-39所示。在Initial gap GAP文本框输入150，其余选项采用系统默认设置。
4）单击OK按钮打开Real Constant Set Number 1，for EMT 126对话框，如图18-40所示。在Eqn constant C0 C0文本框输入8.854e2，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框，单击Close按钮关闭Real Constants对话框。
图18-39 Real Constant Set Number 1，for EMT 126对话框1
图18-40 Real Constant Set Number 1，for EMT 126对话框2
5）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Nodes＞In Active CS命令，打开Create Nodes in Active Coordinate System对话框，如图18-41所示。在NODE Node num-ber文本框输入1，在“X，Y，Z Location in active CS”文本框中输入0，0。
6）单击Apply按钮会再次打开Create Nodes in Active Coordinate System对话框，如图18-41所示。在NODE Node number文本框输入2，在“X，Y，Z Location in active CS”文本框中依次输入0.1，0，单击OK按钮关闭该对话框。
图18-41 Create Nodes in Active Coordinate System对话框
7）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Auto Numbered＞Thru Nodes命令，打开Elements from Nodes对话框，在文本框输入1，2，单击OK按钮关闭该对话框。(https://www.daowen.com)
8）执行菜单栏中的PlotCtrls＞Style＞Colors＞Reverse Video命令，ANSYS窗口将变成白色。选择菜单栏中的Plot＞Elements命令，ANSYS窗口会显示EMT0模型，如图18-42所示。
9）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Real Constants＞Add/Edit/Delete命令，打开Real Constants对话框，如图18-37所示。
图18-42 EMT0模型
10）单击Add按钮打开Element Type for Real Constants对话框，在Choose element type列表框中选择Type 2 MASS21选项，如图18-38所示。
11）单击OK按钮打开Real Constant Set Number 2，for MASS21对话框，如图18-43所示。在2-D mass MASS文本框输入1e-4，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框，单击Close按钮关闭Real Constants对话框。
图18-43 “Real Constant Set Number 2，for MASS21”对话框
12）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Elem Attributes命令，打开Element Attributes对话框，如图18-44所示。在[TYPE]Element type number下拉列表框中选择2 MASS21选项，在[REAL]Real constant set number下拉列表框中选择2，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。
13）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Auto Numbered＞Thru Nodes命令，打开Elements from Nodes对话框，在文本框输入2，单击OK按钮关闭该对话框。
14）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Real Constants＞Add/Edit/Delete命令，打开Real Constants对话框，如图18-37所示。
15）单击Add按钮打开Element Type for Real Constants对话框，在Choose element type 列表框中选择Type 3 COMBIN14选项，如图18-38所示。
16）单击OK按钮打开Real Constant Set Number 3，for COMBIN14对话框，如图18-45所示。在Spring constant K文本框输入200，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框，单击Close按钮关闭Real Constants对话框。
17）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Nodes＞In Active CS命令，打开Create Nodes in Active Coordinate System对话框，如图18-41所示。在NODE Node number文本框输入3，在“X，Y，Z Location in active CS”文本框中依次输入0.2，0，单击OK按钮关闭该对话框。
图18-44 Element Attributes对话框
图18-45 Real Constant Set Number3，for COMBIN14对话框
18）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Elem Attributes命令，打开Element Attributes对话框，如图18-44所示。在[TYPE]Element type number下拉列表框中选择3 COMBIN14选项，在[REAL]Real constant set number下拉列表框中选择3，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。
19）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Auto Numbered＞Thru Nodes命令，打开Elements from Nodes对话框，在文本框输入2，3，单击OK按钮关闭该对话框。
20）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Real Constants＞Add/Edit/Delete命令，打开Real Constants对话框，如图18-37所示。
21）单击Add按钮打开Element Type for Real Constants对话框，在Choose element type列表框中选择Type 4 COMBIN14选项，如图18-38所示。
22）单击OK按钮打开Real Constant Set Number 4，for COMBIN14对话框，类似于如图18-45所示。在Damping coefficient CV1文本框输入40e-3，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框，单击Close按钮关闭Real Constants对话框。
23）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Elem Attributes命令，打开Element Attributes对话框，如图18-44所示。在[TYPE]Element type number下拉列表框中选择4 COMBIN14选项，在[REAL] Real constant set number下拉列表框中选择4，其余选项采用系统默认设置，单击OK按钮关闭该对话框。
24）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Modeling＞Create＞Elements＞Auto Numbered＞Thru Nodes命令，打开Elements from Nodes对话框，在文本框输入2，3，单击OK按钮关闭该对话框。
25）执行菜单栏中的Plot＞Elements命令，ANSYS窗口会显示静电传感器和机械谐振器模型，如图18-46所示。
图18-46 几何模型示意图
4.设置边界条件
1）执行菜单栏中的Select＞Entities命令，打开Select Entities对话框，如图18-47所示。在第一个下拉列表框中选择Nodes选项，在第二个下拉列表框中选择By Num/Pick选项，选择From Full单选按钮，单击OK按钮打开Select nodes对话框，如图18-48所示。在文本框输入1，3，单击OK按钮关闭该对话框。
图18-47 Select Entities对话框
图18-48 Select nodes对话框
2）执行菜单栏中的单击ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Loads＞Define Loads＞Apply＞Structural＞Displacement＞On Nodes命令，打开Apply U，Rot on Nodes对话框，单击Pick All按钮打开Apply U，Rot on Nodes对话框，如图18-49所示。在“Lab2 DOFs to be con-strained”下拉列表框中选择UX选项，在VALUE Displacement value文本框输入0，单击OK按钮关闭该对话框。
图18-49 Apply U，Rot on Nodes对话框
3）执行菜单栏中的Select＞Everything命令。
4）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Loads＞Define Loads＞Apply＞Structural＞Dis-placement＞On Nodes命令，打开Apply U，Rot on Nodes对话框，在文本框输入1，单击OK按钮打开Apply U，Rot on Nodes对话框，如图18-49所示。在Lab2 DOFs to be constrained列表框中选择VOLT选项，在VALUE Displacement value文本框输入0，单击OK按钮关闭该对话框。
5）执行ANSYS Main Menu＞Preprocessor＞Loads＞Define Loads＞Apply＞Structural＞Dis-placement＞On Nodes命令，打开Apply U，Rot on Nodes对话框，在文本框输入2，单击OK按钮打开Apply U，Rot on Nodes对话框，如图18-49所示。在Lab2 DOFs to be constrained列表框中选择UY选项，在VALUE Displacement value文本框输入0，单击OK按钮关闭该对话框。
