热力耦合microresistor beammicroresistor beam

COMSOLMEMS模块培训,主讲人：上海中仿科技,利用COMSOL模拟微电阻梁单元的热变形,问题描述,一根13m长、1m宽的金属铜制电阻丝，其两端被固定在基座上并处于悬空状态，在电阻丝的两端施加0.2V电压时将产生热变形。该例子涉及到热、电和应力的耦合，几何模型如下图所示：,求解过程,1、启动COMSOL2、选择分析模块3、创建几何区域4、设定边界条件5、求解6、后处理,启动COMSOL,通过桌面快捷方式或者启动菜单打开COMSOL软件,选择问题,1、通过主程序导航窗口，选择模型2、选择3D空间，然后在左侧栏目中依次选择MEMSModuleElectrostaticsConductiveMediaDCCOMSOLMultiphysicsHeatTransferConductionMEMSModuleStructuralMechanicsSolid,Stress-Strain3、点击Ok确定分析问题,设置常量,通过菜单OptionConstants在常量设置窗口中name中输入变量名，在Expression中输入数值，点击OK按钮关闭常量设置窗口。,创建几何模型,通过菜单DrawWorkPlaneSettings，添加2D绘图平面,创建几何模型,通过菜单OptionsAxes/GridSettings设置栅格参数：去除Axisequal前面的钩，输入如下参数：xmin=-1e-6,xmax=24e-6,ymin=-1e-6,ymax=5e-6选择Grid标签，去除Auto前面的钩，输入如下参数：xspacing=1e-6,yspacing=0.5e-6点击OK关闭窗口,绘制草图,选择左侧工具栏的绘制直线按钮依次通过下列点绘制直线，右键结束(0,0),(0.5e-5,1.5e-6),(1.8e-5,1.5e-6),(2.3e-5,0),(2.3e-5,4e-6),(1.8e-5,2.5e-6),(0.5e-5,2.5e-6),(0,4e-6),创建圆形,通过菜单DrawExtrude，在Distance中输入3e-6，对Geom2绘制的图形拉伸为Geom1的实体图形,创建几何模型,通过菜单DrawWorkPlaneSettings，在Workplane(2Dgeometry)右侧点击Add按钮，添加2D绘图平面点击FaceParallel标签，在FaceSelection中选择6，在Offsetfromface中输入-3e-6，点击OK关闭窗口。,创建几何模型,通过菜单OptionsAxes/GridSettings设置栅格参数：选择Grid标签，去除Auto前的钩，输入如下参数：xspacing=1e-6extrax=0.2e-612.8e-6yspacing=1e-6.点击OK关闭窗口,绘制草图,选择左侧工具栏的绘制直线按钮依次通过下列点绘制直线，右键结束(-0.5e-5,0),(0.02e-5,0),(0.02e-5,0.2e-5),(1.28e-5,0.2e-5),(1.28e-5,0),(1.8e-5,0),(1.3e-5,0.3e-5),(0,0.3e-5).点击左侧工具栏的选择4、6号边进行倒角，在Filletradius中输入0.3e-6,创建圆形,通过菜单DrawExtrude，在Distance中输入5e-6，对Geom2绘制的图形拉伸为Geom1的实体图形在左侧工具栏中选择在左侧工具栏中选择,设定边界条件,1选择MultiphysicsConductiveMediaDC(emdc)2在主工具栏中选择3在Subdomainselection中选择14点击Load按钮加载材料5在Materialslist中选择Cu6点击OK关闭窗口,1选择PhysicsBoundarySettings2在Boundaryselection中，通过Ctrl+A选择所有边3在Boundarycondition列表中选择Electricinsulation4在Boundaryselection中选择15在Boundarycondition列表中选择Ground.6在Boundaryselection中选择137在Boundarycondition列表中选择Electricpotential8在V0中输入Voltage.9点击OK关闭窗口。,网格划分,1选择菜单MeshFreeMeshParameters2在Global标签下,在Predefinedmeshsizes列表中选择Finer3点击Remesh和OK关闭窗口,求解器设定,1选择SolveSolverParameters2在General中选择Direct(UMFPACK)3点击OK关闭窗口4选择SolveSolverManager.5点击SolveFor标签6在Solveforvariables列表中选择ConductiveMediaDC(emdc)7点击Solve按钮8点击OK关闭窗口,结果显示,1选择PostprocessingPlotParameters.2选择General标签，在Plottype中选择Boundary3点击Boundary标签4在Predefinedquantities列表中选择ConductiveMediaDCElectricpotential5点击OK关闭窗口,设置边界条件,1选择MultiphysicsHeattransferbyconduction(ht)2选择PhysicsSubdomainSettings3在Subdomainselection列表中选择14在LibraryMaterial列表中选择Cu5在Q右侧方框中输入Q_emdc6点击OK关闭窗口,1选择PhysicsBoundarySettings.2使用组合键Ctrl+A选择左右边.3在Boundarycondition列表中选择Heatflux.4在h右侧方框中输入5.5在Tinf右侧方框中输入298.6在Boundaryselection列表中选择1和13.7在Boundarycondition列表中选择Temperature.8在T0右侧方框中输入323.9点击OK关闭窗口.,求解器设定,1选择SolveSolverManager2点击InitialValue标签，在InitialValue下方选择Currentsolution3点击SolveFor标签4在Solveforvariables列表中选择HeatTransferbyConduction(ht)5点击Solve按钮6点击OK关闭窗口,结果显示,1选择PostprocessingPlotParameters.2选择General标签，在Plottype中选择Boundary3点击Boundary标签4在Predefinedquantities列表中选择HeatTransferbyConductionTemperature5点击OK关闭窗口,设置边界条件,1选择MultiphysicsSolid,Stress-Strain(smsld)2选择PhysicsSubdomainSettings3在Subdomainselection列表中选择14在LibraryMaterial列表中选择Cu5点击Load标签6勾选Includethermalexpansion7在Temp中输入T8在Tempref中输入2986点击OK关闭窗口,1选择PhysicsBoundarySettings.2在Boundaryselection列表中选择1和13.3在Constraintcondition列表中选择Fixed4点击OK关闭窗口.,求解器设定,1选择SolveSolverManager3点击SolveFor标签4在Solveforvariables列表中选择Solid,Stress-Strain(smsld)5点击Solve按钮6点击OK关闭窗口,结果显示,1选择PostprocessingPlotParameters.2选择General标签，在Plottype中选择Deformedshape3点击Deform标签4在Predefinedquantities列表中选择Solid,Stress-StrainDisplacement6去除Scalefactor:Auto前面的钩，在方框中输入207点击Boundary标签8想Predefinedquantities列表中选择Totaldisplacement(smsld).5点击OK关闭窗口,修改常量,1选择OptionsConstants2在Name下方分别输入alphaT和T0，在Expression下方分别输入0.0039和2933点击OK关闭窗口,设置边界条件,1选择MultiphysicsConductiveMediaDC(emdc).2选择PhysicsSubdomainSettings.3在Subdomain列表中选择14点击(T-dependent)按钮，输入如下数据,求解器设置,1选择SolveSolverManager2点击SolveFor标签3在Solveforvariables列表中选择HeatTransferbyConduction(ht)和ConductiveMediaDC(emdc).4点击InitialValue标签5在Initialvalue在勾选Initialvalueexpression6点击Solve按钮7在Initialvalue中点击Currentsolution按钮8选择SolveFor标签9在Solveforvariables列表中选择Solid,Stress-Strain(smsld)10点击Solve按钮,中仿信息科技有限公司是专业从事工程仿真分析软件和咨询服务的提供商，业务包括项目咨询和专业软件的集成和实施等。公司自成立至今，已为国内外数百家企业、高校及科研院所提供专业软件系统及项目咨询等服务，服务领域涉及教学科研、机械工业、土木工程、生物医学、航空航天、材料科学、化学化工、冶金科学、汽车工业、电子电器、虚拟仪器等众多行业。中仿科技和国内外众多信息化企业有着长期的紧密合作关系，我们已成为瑞典COMSOL、美国ALGOR、加拿大GEO-SLOPE、英国Thermotech、美国XYZ等世界著名软件公司在华的核心合作伙伴。公司将坚持不懈，及时为国内外客户提供全球最前沿最顶端的科技服务。中仿科技拥有一支优秀的技术团队，公司90%以上的员工均具有某一行业的专业背景，80