[发明专利]传感器上温度、压力、振动三种载荷直接耦合的仿真方法

摘要

传感器上温度、压力、振动三种载荷直接耦合的仿真方法，首先将振动载荷的频域信号转换成时域信号并进行拓展得到长时间时域信号；采用ANSYS workbench软件对传感器进行建模并完成前处理；进行直接耦合的仿真设置，仿真的求解步长数为2，第1求解步向传感器施加压力载荷和温度载荷，第2求解步将长时间时域信号作为振动载荷施加在传感器上，进行三种载荷的直接耦合仿真得到整个仿真时间内传感器整体结构的应力分布，其中第2求解步的子步步长不大于长时间时域信号变化的最小时间长度；对仿真结果进行后处理得到传感器在三种载荷耦合下的仿真最大值。本发明提出的仿真方法解决了间接耦合仿真的方法误差、边界约束冲突和频域仿真中初始应力文件难以导出的问题。

主权项

1.传感器上温度、压力、振动三种载荷直接耦合的仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、将振动载荷的频域信号转换成时域信号，并将时域信号从单周期拓展为多周期，拓展的具体方法为：1.1、将单周期时域信号中的时间信号与振幅信号分离；1.2、分别将单周期时域信号中的时间信号与振幅信号进行周期性拓展；1.3、将经过周期性拓展之后的时间信号与振幅信号一一对应并聚合得到多周期的长时间时域信号；步骤2、采用ANSYS workbench有限元分析软件对传感器进行建模并完成前处理；步骤3、进行直接耦合的仿真设置，设置仿真的求解步长数为2，其中第1求解步的步长设置为施加压力载荷和温度载荷达到稳定需要的时间，第1求解步的子步数为1；第2求解步的步长设置为第1求解步的步长与所述长时间时域信号的时间长度之和，根据第2求解步中子步的步长设置第2求解步的子步数，第2求解步的子步步长不大于所述长时间时域信号变化的最小时间长度；步骤4、在第1求解步将压力载荷加载到传感器的敏感膜上，同时将温度载荷加载在整个传感器上，在第2求解步将步骤1转换并拓展后的长时间时域信号作为振动载荷施加在传感器的衬底底部，进行直接耦合仿真得到整个仿真时间内传感器整体结构的应力分布。