(ANSYS能否计算含有第二相颗粒复合材料的屏蔽效能
我想请教ANSYS能否计算含有第二相颗粒复合材料的屏蔽效能(例如:金属纤维(5%体积份额)填充的树脂基复合材料、石墨(5%体积份额)填充PVC(聚氯乙烯)复合材料等),低频、高频下的求解思路是否相同,如果可以怎样计算(复合材料微观组织结构的建模已完成)。非常感谢!微结构模型图片如下(中间部分为复合材料模型):[img]file:///D:/汇报材料/报告20080616/未命名.JPG[/img]
[[i] 本帖最后由 linken_zy 于 2008-7-7 17:35 编辑 [/i]] 该材料的材料属性如何?
材料的屏蔽能力,在高频时,取决于材料的电导率,电导率越大,屏蔽效果越好。
低频时,对磁场的屏蔽,取决于材料的磁导率,磁导率越大,屏蔽效果越好。
感谢infrom回复,并附详细说明
十分感谢斑竹回复!模型为复合材料三维微观组织结构:
基体材料为聚丙烯塑料:
mp,murx,2,1 ! 定义相对导磁率
mp,perx,2,2.05 ! 定义相对介电常数
MP,RSVX,2,1.0361e5 !定义电阻率系数
第二相颗粒为石墨:
mp,murx,1,1 ! 定义相对导磁率
mp,perx,1,12 ! 定义相对介电常数
MP,RSVX,1,8e-6 !定义电阻率系数
问题是:怎样用ANSYS求解这种材料对低、中、高全频段电磁波的屏蔽效能? 我现在尝试在ANSYS高频电磁场分析中,选用矩形波导模型求解这个问题,计算原理就是将含第二相颗粒的片状屏蔽体垂直的插入矩形波导中,计算插入前后场量的变化比值。但是求解出现了很多问题。 什么问题?
我觉得你的想法可行 因为屏蔽复合材料中第二相组成物的尺寸非常小(微米级),这就要求模型尺寸非常小才能增大第二相的体积份额,如果模型尺寸过大,要达到工程实际中加入第二相的体积份额,需要仿真的第二相数量会非常大,计算机难以计算,(例如:在5mm×2.5mm×1mm的屏蔽体片中加入直径10微米,长400微米的石墨颗粒,当颗粒的体积份额达到%1时,颗粒数量超过6000个,这个数量建模、划分网格都很困难)但是对于矩形波导:
当工作波长大于2a时,矩形波导中不能传播任何电磁波
由此可见:要减小a的尺寸→就要减小波长→就要增大工作频率。例如a=1.5m时,波长要小于3m,能够加载的电磁波频率就要至少在100MHz以上,所以我们只能分析屏蔽体对100MHz以上电磁波的屏蔽效能
因此分析过程中设定a=5mm,b=2.5mm,长11mm,屏蔽体a=5mm,b=2.5mm,长1mm。这样,分析波长必须小于10mm,所以只能分析屏蔽体对30GHz以上电磁波的屏蔽效能,而实际
需要分析100MHz至3000GHz频段的电磁屏蔽效能,显然现在这个思路不能很好的解决问题。 现在的感觉是有点盲人摸象,怎样才能计算一个很小的复合材料屏蔽片(毫米、微米级)在全频段的屏蔽效能?仍然没有一个好的想法。 高频电磁场分析模块主要用于:当信号波长小于模型的几何尺寸或与模型的几何尺寸差不多时,而我现在模拟的屏蔽体尺寸非常小(毫米、微米级),其实等于是为了建模简单取了一整块复合材料上的一小块作为RVE(具有微观组织结构代表性的单元块),又因为30GHz以下的电磁波波长都大于10mm,也就是比模型尺寸大至少一个数量级,这样的话,分析对30GHz以下电磁波的屏蔽问题是不是可以不用高频分析模块,直接在低频分析模块中设计一个方案?如果可以,这个方案又应该怎样设计? 专家们,能不能给点建议,目前还是没有进展! 有没有高频电磁场方面的高手,请看看此贴 100 MHz 波长 3 米,所以需要分析100MHz至3000GHz频段的电磁屏蔽效能,波长范围 3米~0.1毫米
你的石墨颗粒是微米量级,应该可以按照静态计算
再次请教perch88
感谢回复,但是不好意思,学校的网络不好,今天才能上simwe言归正传。请问按照您所说的静态计算,对于一个如我在八楼所述的材料RVE,边界条件和载荷怎么施加?是运用低频分析模块吗?用标量法、矢量法还是棱边单元法更好呢?
现在很迷惑,ANSYS到底能否分析材料微观组织结构(简化成一个微小的RVE)的电磁屏蔽问题?或者反过来说,材料微观组织结构(简化成一个微小的RVE)能否进行电磁屏蔽方面的计算(主要是尺度问题)?
估计得用节点法(MPV)3—D谐波磁场分析吧
估计得用节点法(MPV)3—D谐波磁场分析吧盼回复!
盼望大家给点建议!怎样预测有这种微结构的复合材料的屏蔽效能?
怎样预测有这种微结构的复合材料的屏蔽效能? 肯定是很复杂的,而且需要大量的计算不是一拍脑袋就行的
而且不同的排列(pattern,请看下文)、厚度应该对应不同的屏蔽频率范围。根据假设,用仿真结果验证假设。当然这是个迭代的过程。首先有个初步结果,然后提出假设,再验证。现在啥都没有,就全靠想 啊
如果你想做的是下文这一类的,斯坦福做得很好,他们有高材料和高频电磁的人一起做。手机、集成电路里面都能应用。
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