Piezoelektrische Materialien weisen aufgrund von Spannungsunterschieden Spannungen auf. Um ein Verbundmaterial richtig verwenden zu können, müssen die Materialachsen im Dialogfeld Elementdefinitiondefiniert werden. Die piezoelektrischen Materialeigenschaften sind unten aufgeführt. Je nach Elementtyp, Analysetyp und Lasten sind u. U. nicht alle Materialeigenschaften erforderlich. Es kann notwendig sein, zusätzlich zu diesen Eigenschaften einige Isotrope Materialeigenschaften zu definieren.
Dies ist der Wert des Elastizitätsmoduls in der Richtung, in der das Material polarisiert ist. Das Elastizitätsmodul ist die Neigung der Spannungs- im Vergleich zur Dehnungskurve eines Materials bis zur Proportionalitätsgrenze. Dies wird auch als E-Modul eines Materials bezeichnet. Die Polarisierung des piezoelektrischen Materials wird entlang der lokalen Richtung 3 des Materials angenommen. Dies gilt nur für das piezoelektrische Materialmodell. Dies ist für alle Strukturanalysen erforderlich.
Dies ist der Wert des Elastizitätsmoduls in Querrichtung des Materials. Das Elastizitätsmodul ist die Neigung der Spannungs- im Vergleich zur Dehnungskurve eines Materials bis zur Proportionalitätsgrenze. Dies wird auch als E-Modul eines Materials bezeichnet. Im piezoelektrischen Materialmodell wird davon ausgegangen, dass die entsprechenden Eigenschaften entlang der lokalen Richtungen 1 und 2 quer zur Polarisierungsrichtung verlaufen. Dies gilt nur für das piezoelektrische Materialmodell. Dies ist für alle Strukturanalysen erforderlich.
Der Querladungskoeffizient d31 ist das Verhältnis der in der lokalen Richtung 1 induzierten Belastung geteilt durch das angewendete elektrische Feld in der lokalen Richtung 3, der Richtung der Polarisierung. Dies gilt nur für das piezoelektrische Materialmodell. Dies ist für alle Strukturanalysen erforderlich.
Der Längsladungskoeffizient d33 ist das Verhältnis der in der lokalen Richtung 3 induzierten Belastung geteilt durch das angewendete elektrische Feld in der lokalen Richtung 3, der Richtung der Polarisierung. Dies gilt nur für das piezoelektrische Materialmodell. Dies ist für alle Strukturanalysen erforderlich.
Der Scherladungskoeffizient d15 ist das Verhältnis der induzierten Scherdehnung geteilt durch das angewendete elektrische Feld in der lokalen Richtung 1, senkrecht zur Richtung der Polarisierung. Dies gilt nur für das piezoelektrische Materialmodell. Dies ist für alle Strukturanalysen erforderlich.
Sie können manuell die 21 Elastizitätskoeffizienten der Steifheitsmatrix definieren. Die Koeffizienten werden alle in der lokalen Richtung eingegeben. Dies gilt nur für das allgemeine piezoelektrische Materialmodell. Dies ist für alle Strukturanalysen erforderlich.
Die piezoelektrische Matrix setzt die Spannungen, die im piezoelektrischen Material induziert werden, zum angewendeten elektrischen Feld in Beziehung. Dazu wird die folgende Gleichung verwendet: {S}=[e]{E}, wobei {S} die induzierte Spannung, [e] die piezoelektrische Matrix und {E} das elektrische Feld ist. Die Reihenfolge der Spannungen in {S} ist S11, S22, S33, S12, S23, S13. Das Komponenten des elektrischen Feldes E1, E2 und E3 sind relativ zu lokalen Materialachsen. Dies gilt nur für das allgemeine piezoelektrische Materialmodell. Dies ist für alle Strukturanalysen erforderlich.