压电材料悬臂梁的ABAQUS模拟

1Tocalculatethedeformationofthepiezoelectricbeamunderanelectricfield.1.几何模型相同几何尺寸（10×2×0.5）的压电材料两块，组合成一悬臂梁如图1所示。图1.压电材料组成的悬臂梁（左端为固定端）2.材料参数压电材料为PZT-4，其本构关系如下：(1)(2)需要注意的，上层压电材料极化方向朝上（这里是z方向），下层电极材料极化方向朝下（即-z方向）。因此在用ABAQUS设置Property时，还需设置相应的材料局部坐标。设置结果如下：材料局部坐标……*Orientation,name=Ori-11.,0.,0.,0.,1.,0.2……*Orientation,name=Ori-20.,1.,0.,1.,0.,0.……介电常数图2.ABAQUS介电常数设置弹性常数图3.ABAQUS弹性常数设置3压电常数图4.ABAQUS压电常数设置3.相互作用（Interaction）设置上、下两层压电材料的接触面施加TieConstraint，如图5所示。图5.ABAQUSTieConstraint44.划分网格选用C3D8E单元，划分网格如图6所示。图6.ABAQUS单元设置5.施加载荷及边界条件载荷/边界条件设置如图7所示，悬臂梁的一端固定，上、下表面分别设置电压150V和-150V。5图7.ABAQUS边界条件设置5.提交计算及结果求解结果如下，6图8.U值结果