ВУЗ:
Составители:
ВВЕДЕНИЕ
Микросистемная техника (МСТ) является в настоящее время одним из
наиболее динамично развивающихся направлений микроэлектроники и пред-
полагает изготовление в едином технологическом цикле не только интеграль-
ных схем обработки данных, но также интегральных устройств сбора инфор-
мации (микросенсоров) и исполнительных механизмов (микроактюаторов).
Разработка и исследование компонентов современных микрооптикоэлек-
тромеханических систем связаны с решением задач математической физики, к
которым относят задачи теплопроводности, диффузии, электростатики и элек-
тродинамики, задачи о течении жидкости, о распределении плотности элек-
трического тока в проводящей среде, задачи о деформациях твердых тел и
многие другие.
Подобные задачи описываются дифференциальными уравнениями в
частных производных с дополнительными уравнениями, выражающими гра-
ничные и начальные условия. Нахождение точного аналитического решения, к
сожалению, возможно лишь для весьма ограниченного круга одномерных за-
дач при использовании целого ряда допущений. Для решения уравнений мате-
матической физики в случае нескольких измерений используют численные
методы, позволяющие преобразовать дифференциальные уравнения или их
системы в системы алгебраических уравнений. Точность решения определяет-
ся шагом координатной сетки, количеством итераций и разрядной сеткой
компьютера.
В учебном пособии рассмотрены возможности программного комплекса
ANSYS\ED ver.5.6 применительно к статическому, модальному и гармониче-
скому анализу микромеханических элементов МСТ, проведению моделирова-
ния тепловых процессов, моделированию течения жидкости в капиллярах ми-
крожидкостных систем МСТ.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПРОГРАММЕ ANSYS
Программный комплекс ANSYS представляет собой многоцелевой пакет
для решения сложных проблем физики и механики, предназначенный для рас-
чета задач механики деформируемого твердого тела (МДТТ), температурных
задач, задач механики жидкости и газа, а также расчета электромагнитных по-
лей. Кроме того, комплекс обладает возможностью расчета связанных задач, в
которых результаты расчета для одной среды (например, поля температур)
могут быть использованы в качестве исходных нагрузок для расчета других
сред (например, для вычисления распределения напряжений в нагретой дета-
ли). Многоцелевая направленность программы позволяет использовать одну и
ту же модель для решения связанных задач [1-5].
Программа располагает широким перечнем расчетных средств, которые
