MEMS各種仿真軟件的比較分析

1、MEMS器件、仿真與系統(tǒng)集成期中測驗（三）占考試成績的20%，中英文答題均可，5月30日交電子版。任課教師：陳劍鳴）研究生：段海軍（簽字）學(xué)號:2010211014MEMS設(shè)計、仿真軟件的綜合比較。（占本課程的20%）。具體要求:1）用表格形式對MEMS常用的軟件進行比較。比較的軟件四大類:TannerPro（主要是L-edit），HFSS,CoventorWare，IntelliSense，ANSYS2）比較的內(nèi)容:/公司、廠家；/軟件的總體描述；/軟件的模塊關(guān)系（模塊組成）；/按模塊來闡述的主要用途；/按模塊來闡述的性能參數(shù)；/軟件所做的實例圖（分模塊）。/你對此軟件（或者是具體模塊）的看

2、法和評價，不少于5個模塊。作業(yè)作答如下:由于制作表格不是很方便，每個軟件包含的內(nèi)容非常多，所以我采用如下形式的方式來分析比較上面五個軟件。TannerPro（主要是L-edit）1.1公司、廠家：公司1.2軟件的總體描述集成電路設(shè)計軟件是由公司開發(fā)的基于平臺的用于集成電路設(shè)計的工具軟件。該軟件功能十分強大，易學(xué)易用，包括，pd與，從電路設(shè)計、分析模擬到電路布局一應(yīng)俱全。其中的版圖編輯器在國內(nèi)應(yīng)用廣泛，具有很高知名度。是軟件公司所出品的一個設(shè)計和驗證的高性能軟件系統(tǒng)模塊，具有高效率，交互式等特點，強大而且完善的功能包括從設(shè)計到輸出，以及最后的加工服務(wù)，完全可以媲美百萬美元級的設(shè)計軟件。包含設(shè)計編

3、輯器、自動布線系統(tǒng)t線上設(shè)計規(guī)則檢查器（）、組件特性提取器（）、設(shè)計布局與電路的比較器、,這些模塊組成了一個完整的設(shè)計與驗證解決方案。豐富完善的功能為每個設(shè)計者和生產(chǎn)商提供了快速、易用、精確的設(shè)計系統(tǒng)。是一套集成電路設(shè)計軟件，包含以下幾種工具：編輯電路圖）（電路分析與模擬）。（顯示模擬結(jié)果）。（編輯布局圖，自動布局布線，電路轉(zhuǎn)化）。（版圖和電路圖對比）。1.3軟件的模塊關(guān)系及其主要用途與實例圖模塊：可以繼續(xù)在模塊中繼續(xù)尋找更低一級的模塊，直至到晶體管。、模塊：是電路仿真與分析的工具，文件內(nèi)容除了有元件與節(jié)點的描述外，還必須加上其他的設(shè)定。有包含文件（）、端點電壓源設(shè)置、分析設(shè)定、輸出設(shè)置。模塊

4、：是一個布局圖的編輯環(huán)境功能包括設(shè)計導(dǎo)航、分析圖層、截面觀察、設(shè)計規(guī)則檢查、轉(zhuǎn)化等。模塊：是用來比較布局圖與電路圖所描述的電路是否相同的工具，也就是說比較繪制的電路圖與繪制的布局圖是否一致。LtL"I和*上±u八,flI'A.-*:!n-914es占21AWW.Ztrinrr-B?U.弋丸.樂-.2,u現(xiàn)叫中”3zelh.1!£n.亠理3*2j>raStlienulKWiiidTT|t=i>-l一“”,u1.耳寧K*：>圖實例圖圖()模塊等效電路圖()模擬仿真結(jié)果口MIK十1.4TannerPro軟件的設(shè)計流程軟件的設(shè)計流程可用如下圖所示

5、;將要設(shè)計的電路先以編輯出電路圖，再將該電路圖輸出成文件。接著利用將電路圖模擬并輸出成文件，如果模擬結(jié)果有錯誤，回檢查電路圖，如果模擬結(jié)果無誤，則以進行布局圖設(shè)計。用進行布局圖設(shè)計后要以功能做設(shè)計規(guī)則檢查，若違反設(shè)計規(guī)則，再將布局圖進行修改直到設(shè)計規(guī)則檢查無誤為止。將驗證過的布局圖轉(zhuǎn)化成文件，再利用模擬，若有錯誤,再回到修改布局圖。最后利用將電路圖輸出地文件與布局圖轉(zhuǎn)化的文件進行對比，若對比結(jié)果不相等，則回去修改或的圖;直到驗證無誤后，將設(shè)計好的布局圖輸出成文件類型，再交由工廠去制作半導(dǎo)體過程中需要的光罩。如下是數(shù)字設(shè)計流程圖：S-Edit電路圖設(shè)T-Spice仿具pLVS布局寫原始電路比較a

6、數(shù)字設(shè)c流程圖L-Edit/SPRL-Eiit/EXTRACT顯示波形,1.5L-Edit模塊介紹（）畫圖布局詳細步驟）打開程序，保存新文件。）取代設(shè)定（）。）環(huán)境設(shè)定（）。）選取圖層。）選擇繪圖形狀繪制布局圖。）設(shè)計規(guī)則設(shè)定（）和設(shè)計規(guī)則檢查（）。）檢查錯誤，修改（移動）對象。）再次進行設(shè)計規(guī)則檢查。（）使用畫布局圖用到和圖層包括繪制圖層：編輯環(huán)境是預(yù)設(shè)在型基板上，不需定義型基板范圍，要制作，首先要作出區(qū)域。根據(jù)設(shè)計規(guī)則區(qū)電最小寬度的要求（）,可畫出區(qū)。）繪制圖層:定義管的范圍。的圖層要繪制在圖層之內(nèi)。根據(jù)設(shè)計規(guī)則要求，的最小寬度為?？稍谥挟嫵鰣D層。）繪制圖層：定義要布置型雜質(zhì)的范圍。繪制前

7、進行可發(fā)現(xiàn)相應(yīng)錯誤。繪制時注意遵守規(guī)則：。繪制時注意遵守規(guī)則：最小。同時還要注意層與層要遵守。）繪制圖層：定義成長多晶硅，最小寬度。）繪制圖層：源極、漏極接電極需要。標(biāo)準(zhǔn)寬度。）繪制圖層：最底層的金屬線。y5-畫局（）使用編輯標(biāo)準(zhǔn)邏輯兀件：）標(biāo)準(zhǔn)元件庫中的標(biāo)準(zhǔn)元件的建立符合某些限制，包括高度、形狀與連接端口的位置。標(biāo)準(zhǔn)元件分為邏輯元件與焊墊元件。）操作流程：進入建立新文件環(huán)境設(shè)定繪制接合端口繪制多種圖層形狀設(shè)計規(guī)則檢查修改對象設(shè)計規(guī)則檢查3）繪制接合端口：每一個標(biāo)準(zhǔn)元件一個特殊的端口叫做接合端口，它的范圍定交出元件的尺寸及位置即元件的邊界。4）繪制電源與電源接口:典型標(biāo)準(zhǔn)元件的電源線分布在元件

8、的上端和下端。注意標(biāo)準(zhǔn)單元庫中的每一個標(biāo)準(zhǔn)元件其電源端口必須有相同的真對高度，且電源端口的寬度必須設(shè)定為0位置必須貼齊范圍的兩邊。）繪制層：在型基板上制作的第一步流程。橫向格，縱向38格。）編輯節(jié)點：因為基板也需要電源，故需要在上建立一個歐姆節(jié)點。在端口的上方，繪制出、這種圖層。）編輯型基板節(jié)點：基板也需要接地，故此需要在上建立一個歐姆節(jié)點。在端口的下方，繪制出、這種圖層。）繪制圖層。植入型雜質(zhì)需要。兩部分：一是在右邊加上一塊橫向11格、縱向10格；一是在下方再加上橫向18格，縱向22格。）繪制圖層：定義的范圍，以外的地方是厚氧化層區(qū)（或稱場氧化層）。一是在原上部下接一塊橫向格，縱向格的方形，

9、一是在其下方再畫橫向格、縱向格的方形、）繪制圖層：植入型雜質(zhì)需要。一是在下部右邊加橫向格，縱向格；一是在剛上方加橫向格，縱向格。）繪制圖層：一是在原下部上接一塊橫向格，縱向格的方形，一是在其上方再畫橫向格、縱向格的方形。）繪制層：與相交集為柵極所在位置。橫向格，縱向格。繪制完此步，請先進行無誤后再繼續(xù)。）繪制輸入信號端口（）:標(biāo)準(zhǔn)元件信號端口（除電源和地）的繞線會通過標(biāo)準(zhǔn)元件的頂端或底部。一個標(biāo)準(zhǔn)元件信號端口要求高度為0，且寬度最好為整數(shù)值。自動繞線時用，故需先將輸入端口由通過與相連，在通過通過與相連。確認(rèn)無誤。）繪制源極接線：需要將左端型擴散區(qū)與相連。利用與相連，與間通過相接。）繪制源極接線

10、：需要將左邊型擴散區(qū)與相連。利用與相連，與間通過相接。）連接與的基極：將的右邊擴散區(qū)和的右邊擴散區(qū)利用相連，并在與重疊區(qū)打上節(jié)點。）繪制輸出信號端口（）。）更改元件名稱為，轉(zhuǎn)化為文件一。1.6L-Edit的實際范例所附的范例文件中有很多組件（1，組件、組件、組件、組件等，每一個組件是一個布局圖的編輯環(huán)境，在此以文件為例，進行基本結(jié)構(gòu)的介紹。都是一個布局圖，一個組件可以應(yīng)用其他組件而形成層次式結(jié)構(gòu)。Li文件是個標(biāo)準(zhǔn)組件組動配置與繞線（）的范例。此范例是利用文件輸出地文件來進行標(biāo)準(zhǔn)組件自動配置與繞線而產(chǎn)生組件的。螢sl9lfIz:!lSTm-;1!,lismEz:弋-:.>"腐皿眾

11、驚話認(rèn)簽曽益寫訝益貯邙丁誥躋丁益蓉Fz耐蹲：;*m;m;/読FT読腐刖UmJom"T匸“u-:rd1-.-."£i:即】t?v.-t:i:-7/s'zl?t:3.M,-:J?:0L<:<:-?r:.-:-.-:.<r-m,1I/'.m一:-.:?-i:?®:-:."Lt:?-z:?<:.z!z:z!z:z:訕.f-.-mA.t:1屯k:.食吉覺安錢殳龍亠金黑貧忘龍宣:?"uT即:7二二口T切一鳥*<、丁.-.-.:-.77/zm/zw7z?/zz7W/Z?.陀?:.=!:my/zzy?y?

12、7?7?zz/zwyn/zwzz!-;-."if-llilll:説*»|說說F0/7/z說益Z盤/'.?:"£-罡幕£:N:Ms:a:/zw$.s:-$戰(zhàn)丈.壬嚴(yán)比席:-:舄氐說眾宀兗空比尤空豐氏二空工比需比.!:.-.:.瓷,<:?s営WJ:7:$x/?si->67,uyw,.;:;:-;化忠力比鳥鳥:-豐匕鳥比鳥;-心總總肓<:!%_.".>1;-."re«.>.弋:-:./<:/龍心W切X:EitUr4I,".：:-*卜t*HFSS圖層（）截面觀察2.1公

13、司、廠家：美國公司2.2軟件的總體描述（全稱高頻結(jié)構(gòu)仿真器）是公司推出的基于電磁場有限元方法（）的分析微波工程問題的三維電磁仿真軟件，可以對任意的三維模型進行全波分析求解，先進的材料類型，邊界條件及求解技術(shù)，使其以無以倫比的仿真精度和可靠性，快捷的仿真速度，方便易用的操作界面，穩(wěn)定成熟的自適應(yīng)網(wǎng)格剖分技術(shù)使其成為高頻結(jié)構(gòu)設(shè)計的首選工具和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于航空、航天、電子、半導(dǎo)體、計算機、通信等多個領(lǐng)域，幫助工程師們高效地設(shè)計各種高頻結(jié)構(gòu)，包括：射頻和微波部件、天線和天線陣及天線罩，高速互連結(jié)構(gòu)、電真空器件，研究目標(biāo)特性和系統(tǒng)/部件的電磁兼容/電磁干擾特性，從而降低設(shè)計成本，減少設(shè)計周期

14、，增強競爭力。2.3軟件的模塊組成及其主要用途模塊：在里結(jié)合二維版圖，工藝流程，和材料特性，可以生成三維模型，進行網(wǎng)格的自動劃分。模塊：針對客戶所關(guān)心的問題，分析人員可以調(diào)用里專門針對器件分析開發(fā)的多個求解器，對器件的三維模型進行結(jié)構(gòu)力學(xué)、靜電學(xué)、阻尼、電磁學(xué)、多物理場耦合（含壓電及壓阻問題）、微流體（主要涉及和）等物理問題的詳細分析。還可對邊界條件、材料特性、三維模型幾何形狀等進行參數(shù)分析，研究這些參數(shù)對器件性能的影響。模塊：利用，設(shè)計人員可以從三維分析結(jié)果提取器件宏模型，反饋回里進行系統(tǒng)性能的驗證，從而完成的設(shè)計。支持的格式包括：同時，用戶也可以利用建立自己產(chǎn)品涉及到的宏模型庫，為新產(chǎn)品的

15、開發(fā)提供技術(shù)儲備。2.4AnsoftHFSS的應(yīng)用領(lǐng)域2.4.1天線（）面天線：貼片天線、喇叭天線、螺旋天線（）波導(dǎo)：圓形矩形波導(dǎo)、喇叭、波導(dǎo)縫隙天線（3）線天線：偶極子天線、螺旋線天線（）天線陣列：有限陣列天線陣、頻率選擇表面（）、（）雷達散射截面（）2.4.2微波（1）濾波器：腔體濾波器、微帶濾波器、介質(zhì)濾波器（2）EMC（ElectromagneticCompatibility）/EMI（ElectromagneticIntergerence）：屏蔽罩、近場遠場輻射（3）連接器：同軸連接器底板、過渡（4）波導(dǎo)：波導(dǎo)濾波器、波導(dǎo)諧振器、波導(dǎo)連接器（）:螺旋電感器、變壓器2.5HFSS的操作

16、界面和菜單功能介紹的界面主要包括：菜單欄（）、工具欄（）、）、屬性窗口（d進度窗口（模型窗口（）信息管理（d）窗口和菜單欄工具欄:屈i圖種血點H3SS-M-IMrt-KLTOJZIJ仙用“E1*<挖：心IltM的操作界面£工具和幫助等下拉式菜單組成。常用的各種命令，可以快速方便的執(zhí)行各AVI53S9®fliT卜匕d總皿卜仆、ib離窗匚）繪圖、模）對應(yīng)菜單中ISfg-ffiL.bLrOtN-釘誡-?K<r-宇fen-仏-9Is如無hidh-kkUl+SkiiLdmJf泌陰|tFi；M：ria!gLirillL+三治山詡|EiLL9fetfl»jl-dci

17、llF族型窗口工貝欄（命令。工程管理（）窗口顯示所以打開的工程的詳細信息,Ji:iIT*.HJ；HJIh“*E!r蠱：工程管理（）窗口、狀態(tài)欄（包括邊界、激勵、剖分操作、分析、參數(shù)優(yōu)化、結(jié)果、端口場顯示、場覆蓋圖和輻射等。狀態(tài)欄（）位于界面底部，顯示當(dāng)前執(zhí)行命令的信息0屬性窗口（）顯示在工程樹、歷史樹和模型窗口中所選條目的特性或?qū)傩?。進度窗口（、isns)d監(jiān)視運行進度，以圖像方式表示進度完成比例。信息管理（)窗口顯示工程設(shè)置的錯誤信息和分析進度信息。模型窗口（）是創(chuàng)建幾何模型的區(qū)域，包括模型視圖區(qū)域和歷史樹（記錄創(chuàng)建模型的過程）。三CoventorWare3.1公司、廠家：美國公司3.2軟件

18、的總體描述是在著名的軟件上發(fā)展起來的，目前業(yè)界公認(rèn)的功能最強、規(guī)模最大的專用軟件。擁有幾十個專業(yè)模塊，功能包含系統(tǒng)器件級的設(shè)計與仿真工藝仿真仿效。其主要用于四大領(lǐng)域：d具有系統(tǒng)級、器件級的功能的專用軟件其功能覆蓋設(shè)計、工藝、器件級有限元及邊界元分析仿真、微流體分析、多物理場耦合分析、系統(tǒng)級仿真等各個領(lǐng)域。因其強大的軟件模塊功能、豐富的材料及工藝數(shù)據(jù)庫、易于使用的軟件操作并與各著名軟件均有完美數(shù)據(jù)接口等特點給工程設(shè)計人員帶來極大的方便。3.3軟件的模塊組成及其主要用途軟件主要包括四個模塊：I,0模塊：提供了獨有的機電、光學(xué)、流體庫元件，可快速描述出器件的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合周圍的電路進行系統(tǒng)級的機、電、

19、光、液、熱、磁等能量域的分析，找到最優(yōu)的結(jié)構(gòu)、尺寸、材料等設(shè)計參數(shù)，從而生成器件的版圖和工藝文件。模塊：可進行版圖設(shè)計、生成器件三維模型、劃分網(wǎng)絡(luò)單元0模塊：可采用有限元法、邊界元法、光速傳播法、有限差分法、體積函數(shù)法等分析方法進行結(jié)構(gòu)分析、電磁場分析、壓電分析、熱分析、微流體分析、光學(xué)分析及多物理場的全耦合分析等。模塊：最后從三維分析結(jié)果中提取器件的宏模型，反饋回進行系統(tǒng)或器件性能的驗證，完成整個設(shè)計。34CoventorWare的基本內(nèi)容由可單獨使用以補充現(xiàn)有的設(shè)計流程，或者共同使用以提供一個完整的設(shè)計流程的個主要部分組成。其中包括和。該工具套件的完整性和模塊間高度的一體化程度提高了整體效

20、率和易用性，使用戶擺脫了在多個獨立工具設(shè)計間手工傳遞數(shù)據(jù)的負(fù)擔(dān)。圖工作流程圖35CoventorWare分析的基本步驟分析的基本步驟包括：定義材料屬性；生成工藝流程；生成二維版圖；通過二維版圖生成三維模型；劃分網(wǎng)格生成有限元模型；設(shè)定邊界條件、加載；求解；提取、查看結(jié)果。以下我們以實例介紹該軟件的整個仿真過程：懸臂梁與硅基底間電容的計算和懸臂梁的受力分析3.5.1工藝過程(1) 在硅基底上沉積一層氮化物(絕緣層)(2) 再在其上沉積一層硼磷硅玻璃作為犧牲層用于沉積鋁(3) 刻蝕出支座將要沉積的位置(4) 采用等邊沉積法沉積鋁層(5) 留下支座和懸臂梁部分，刻蝕其余的鋁層(6) 釋放犧牲層3.5

21、.2具體設(shè)計過程()啟動，在用戶設(shè)置中設(shè)定目錄，包括、d。只需設(shè)定工作目錄,下面兩個目錄是默認(rèn)的，系統(tǒng)會自動將它設(shè)定到相應(yīng)的工作路徑下，所有運行生成的文件都會寫在該目錄下(該目錄必須是已經(jīng)存在的目錄，在啟動時是無法新建工作目錄的)。許可文件的位置，包括Li、e、nCFeDi,在安裝時就已設(shè)定，默認(rèn)即可。()單擊后，系統(tǒng)進入工程對話窗口)新建工程名稱為的文件夾，單擊進入功能管理器)界面。()進入模塊，在中定義材料屬性，選擇()，根據(jù)題設(shè)修改其參數(shù)；再選擇,方法相同。單擊，就可編輯工藝過程。()進入工藝編輯器)新建一個工藝文件i，p根據(jù)上述工藝過程在工藝編輯器中設(shè)計整個流程，如圖7所示。設(shè)計完后，

22、單擊，就可進行版圖設(shè)計。KJProcessEditor:F:BeasDesignVBeasDesi-gnDevicBsbBU.prochLeEditYlevhelpL的8NarreDepositisttckedNrrideSubsrreteSssFFFFFF6saBonc6vataslUlcknessSltrM禍:Mne.'Pol=rt7Sid2/alDsothGlfittAngeComen:FFFFFF110cyanGMZ：liEll12due2DepuLitStEckedSacrifizeB=SG2.0wtdyssEtzhFrcrt,LestLa/eVEltWancho4Depui

23、rtConorna5EtzhjFrcrtLsstLa/eSaCrif.工藝過程搦TTITITI-1-TITITI-B葦GFFS羅FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFS設(shè)計的形狀設(shè)計整個模型的二維版圖，如圖所示。0.50s0負(fù)乍罷m聖.i!設(shè)計完后，單擊據(jù)預(yù)先即可。anchormaskbeammaskGNDmask圖11二維工藝版圖（6在model/mesh下拉欄里選擇上步設(shè)計的二維版圖文件beam.cat,單擊BuildaNew3DModel。通過工藝文件c設(shè)定的厚度和模型在二維版圖文件beam.cat中的形狀，就可生成三維實體模型，如圖12所示。層上沉積鋁層牲層得到模

24、型模塊,）再次回到功能管理器界面，進入選擇求解器，點擊運行后，就可以選擇提取所需的電容和圖12三位實體模型§后選取懸臂梁和基底，劃分網(wǎng)絡(luò)單。因為要使用有限元求解器，須將選擇的實體模型劃分網(wǎng)格使生成若干單元體，這與的處理過程相9）提取、查看結(jié)果。所求得的電量和電容值如圖；）所示所求得的應(yīng)力和變形值如圖、所示。電量值及電量密度的彩云圖；同樣要求解懸臂梁的應(yīng)力和變形，選擇求解器，同樣可以提取懸臂梁的變形和應(yīng)力值及彩云圖。四ANSYS4.1公司、廠家美國公司4.2軟件的總體描述是由美國公司開發(fā)的、功能強大的有限元工程設(shè)計分析及優(yōu)化軟件包，是迄今為止唯一通過質(zhì)量認(rèn)證的分析設(shè)計類軟件。該軟件是美

25、國機械工程師協(xié)會（）、美國核安全局（）及近二十種專業(yè)技術(shù)協(xié)會認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)軟件。與當(dāng)前流行的其他有限元軟件相比，有明顯的優(yōu)勢及突破。具有能實現(xiàn)多場及多場耦合分析的功能，是唯一能夠?qū)崿F(xiàn)前后處理、分析求解及多場分析統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫的大型有限元軟件，和其他有限元軟件相比，的非線性分析功能更加強大，網(wǎng)格劃分更加方便，并具有更加快速的求解器。同時，是最早采用并行計算技術(shù)的有限元軟件，它支持從微機、工作站、大型機直至巨型機等所有硬件平臺，并可與大多數(shù)的軟件集成并有交換數(shù)據(jù)的接口，模擬分析問題的最小尺寸可在微米量級，同時，國際上也公認(rèn)其適于器件的模擬分析，這是其他有限元分析軟件所無法比擬的。有限元軟件是融結(jié)構(gòu)、熱、流

26、體、電磁、聲學(xué)于一體的大型通用有限元分析軟件，可廣泛用于核工業(yè)、機械制造、電子、土木工程、國防軍工、日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究領(lǐng)域。是國際公認(rèn)的適用于模擬分析的軟件工具。其主要分析功能包括以下幾個方面。（1）結(jié)構(gòu)分析包括線性、非線性結(jié)構(gòu)靜力分析，結(jié)構(gòu)動力分析（包括模態(tài)和瞬態(tài)），斷裂力學(xué)分析，復(fù)合材料分析，疲勞及壽命估算分析，超彈性材料的分析等。（2）熱分析包括穩(wěn)態(tài)溫度場分析，瞬態(tài)溫度場分析，相變分析，輻射分析等。（3）高度非線性結(jié)構(gòu)動力分析包括接觸分析，金屬成形分析，整車碰撞分析，焊接模擬分析，多動力學(xué)分析等。（4）流體動力學(xué)分析包括層流分析，湍流分析，管流分析，牛頓流與非牛頓流分析，內(nèi)流與

27、外流分析等。（5）電磁場分析包括電路分析，靜磁場分析，變磁場分析，高頻電磁場分析等。（6）聲學(xué)分析包括水下結(jié)構(gòu)的動力分析，聲波分析，聲波在固體介質(zhì)中的傳播分析，聲波在容器內(nèi)的流體介質(zhì)中傳播分析等。（7）多場耦合分析包括電場-結(jié)構(gòu)分析，熱-應(yīng)力分析，磁-熱分析，流體-結(jié)構(gòu)分析，流體流動-熱分析，電-磁-熱-流體-應(yīng)力分析等。（8）其他如設(shè)計靈敏度及優(yōu)化分析，子模型及子結(jié)構(gòu)分析等。圖17線圈周圍磁場的分布圖4.3軟件的模塊組成及其主要用途前處理模塊：實體建模，網(wǎng)格劃分，加載。前處理模塊提供了一個強大的實體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可以方便地構(gòu)造有限元模型；分析計算模塊：分析計算模塊包括結(jié)構(gòu)分析（可進

28、行線性分析、非線性分析和高度非線性分析）、流體動力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電分析以及多物理場的耦合分析，可模擬多種物理介質(zhì)的相互作用，具有靈敏度分析及優(yōu)化分析能力；后處理模塊：通用后處理模塊：顯示計算結(jié)果（等直線,剃度,矢量，透明，動畫效果等），輸出計算結(jié)果（圖表，曲線）；時間歷程響應(yīng)檢查在一個時間段或子步歷程中結(jié)果。44ANSYS使用中幾個應(yīng)注意的問題（1）單位制ANSYS軟件使用的單位制包括國際單位制（SI）,厘米克秒制（cgs）、英寸制（bin）、英尺制（bft）、自定義單位制（user）。在使用軟件分析問題時，要保證輸入的所有數(shù)據(jù)都是使用同一單位制里的單位。單位制的定義只能通過

29、命令方式實現(xiàn)，缺省為國際單位制。（）材料庫ANSYS軟件提供了一些材料參數(shù)，建議不使用，主要由于單位制選用和標(biāo)準(zhǔn)不同，這是一點使用經(jīng)驗?？梢越⒆约旱牟牧蠋?，這將使分析更加方便，但要注意單位制的問題。（）坐標(biāo)系總體和局部坐標(biāo)系，用來定位幾何形狀參數(shù)的空間位置，包括笛卡兒坐標(biāo)系、柱坐標(biāo)系和球坐標(biāo)系。顯示坐標(biāo)系用于幾何形狀的列表和顯示。節(jié)點坐標(biāo)系用于定義每個節(jié)點的自由度和節(jié)點結(jié)果數(shù)據(jù)。單元坐標(biāo)系用于確定材料數(shù)據(jù)主軸和單元結(jié)果數(shù)據(jù)。結(jié)果坐標(biāo)系用來列表、顯示或在通用后處理器操作中將節(jié)點或單元結(jié)果轉(zhuǎn)換到一個特定的坐標(biāo)系中。此外，ANSYS可以定義工作面，工作面的功能較強，利用好工作面將方便建模。（）文件

30、類型文件數(shù)據(jù)文件包括模型尺寸、材料特性及載荷等數(shù)據(jù)文件。emat文件為單元矩陣文件，err文件為錯誤和警告信息文件，log文件為命令輸入歷史文件，rst文件為結(jié)構(gòu)分析結(jié)果文件，rfl文件為FLOTRAN結(jié)果文件，rmg文件為電磁場分析結(jié)果文件，rth文件為熱分析結(jié)果文件，grph文件為圖形文件。由于有限元分析的數(shù)據(jù)量較大，經(jīng)常要刪除一些文件，但db文件和結(jié)果文件一般不要刪除。4.5ANSYS的分析步驟分析過程中三個主要的分析步驟：（1）創(chuàng)建有限元模型，包括創(chuàng)建或讀入幾何模型、定義材料屬性、劃分單丿元。（2）施加載荷進行求解，包括施加載荷及載荷選項、求解。（3）查看結(jié)果，包括察看分析結(jié)果、檢驗結(jié)

31、果（分析是否正確）。皿何弓Fultip昭iwUtiltyMeni】ASMcr'-fa-JgPrEferencesTEpraasorEElernentTypeEConantsElterMlPrapsESttiitriiEModeliigEHalingEHedtiigLltsENumberingEtrlsEArchiveModelECoupling；'CejiEFUfflyUISetLtEF55efcUpEhiiiFieldtUpELnadsEPfiyxsEPathgiEtdtiofiEBSolutionBfefiEtdPastprocBTindistPastpra五叩如k吉0pt

32、SRflHTwl日站ijiQptBProbDEsign日RadiationOptSRui-Tirne美國匡Finish1刃DE5L：ANSYS：EC応J:23:4E創(chuàng)圈11111111冋'-Id8-5-s-s-s-s-S-商乂G7-l+llF-1-117-忡-時-計計與TL模T擬仿人真5：軟件。叮1包=1版版圖模=、（料=性、異性腐蝕模擬仿真、多物理場量（電、機械、熱、磁等）耦合分析（包括線性、非線性分析，靜態(tài)、動態(tài)分析等）以及系統(tǒng)級分析。提供從概念設(shè)計到產(chǎn)品制造的解決方案?？蛇M行多物理量的分析，其模擬和分析模塊使用戶無須進入實際生產(chǎn)即可評估所設(shè)計器件的工藝可行性和工作性能。它的突出特點是將著名的開發(fā)工具與先進的流水相結(jié)合，使產(chǎn)品迅速走向市場。具有多項領(lǐng)先技術(shù)和首要發(fā)明創(chuàng)新。軟件可廣泛運用于各個環(huán)節(jié)，是設(shè)計、分析、模擬仿真?zhèn)鞲衅?、加速度計、激勵器、生物微流體芯片、射頻開關(guān)以及光學(xué)器件的強大工具。5.3軟件的模塊組成及其主要用途與實例圖軟件是由如下八個基本模塊組成：3DBuilder、AnisE、IntelliFab、IntelliMask、MEMaterial、MicroFluidic、ThermoElectroMechnical