Parametric Study (Параметрическое исследование)

Parametric study позволяет проводить исследование зависимости характеристик устройства в зависимости от заданных параметров, например свойств материала, геометрических размеров, температуры и.т.д.

Visualizer (Визуализатор)

Предназначен для представления в графическом виде результатов моделирования или визуализации, проектируемой конструкции.

Query Manager (Менеджер запросов)

Query Manager необходим для сбора сводной информации с различных этапов проектирования.

Integrator (Интегратор)

 

 

С помощью Интегратора можно составлять макромодели МЭМС устройств, рассчитанных в Analyzer и использовать их для системного моделирования.

 

Основные компоненты САПР CoventorWare

 

Здесь и далее в программном пакете приняты следующие обозначения:

1. Система координат приведена на рис.2.2:

 

Рис 2.2 Система координат

 

2. Размерности физических величин приведены в таблице 2.1

 

 

Табл. 2.1 Размерности физических величин

 

Величина	Обозначе ние	Размерности в Architect	Размерности в Designer /Analyzer
Ускорение	a	m / s2		^m / s2	pm / s2
Угловое ускорение		rad/s2		degrees/sec2
Угол	°	radians		degrees
Угловая скорость		rad/s		degrees/sec
Емкость	C	F	A2· s4/ (kg ·	pF	pA2· s4/ (kg
Заряд	Q	C	A · s	pC	pA· s
Электропроводност	CT	S / m		pS /^m	pA2· s3/ (kg ·
Теплопроводность	k	W / mK	(kg · m) / (K ·	pW /^m · K	(kg ·pm) / (K · s3
Электрический ток	I	A		pA	pA
Плотность	P	kg / m3		kg /nm3	kg /pm3
Диффузия		m2/s		Mm2/s	pm2/s
Поток		m3 / s		Hm3/ s	pm3 / s
Сила	F	N	(kg · m) / s2	^N	(kg ·pm) / s2
Частота	f	Hz	1 / s	Hz	1 / s
Тепловой поток	q	W / m2	kg / s3	pW /pm2	kg / s3
Длинна	l	m		pm	pm
Масса	m	kg		kg	kg
Момент инерции	I	kg · m2		kg ·pm2	kg ·pm2
Пъезорезистивный Коэффициент	*11,*12,*4 4			MPa-1
Коэффициент Пуассона	V
Мощность	P	W	(kg · m2) / s3	pW	(kg^m2) / s3
Давление	p	Pa	kg / (m · s2)	MPa	kg / (pm· s)2
Теплоемкость	Cp	J / kgK	m2 / (K · s2)	pJ / kgK	pm2 / (K · s2)
Напряжение	Cij	Pa	kg/(m · s2)	MPa	kg /(pm· s2)
Температурный коэффициент расширения	TCE	1 / K		1 / K	1 / K
Скорость	v	m / s		pm / s	pm / s
Динамическая	»	Pa · s		MPa · s	kg / (pm · s)
Напряжение	V	W / A	(kg · m2) / (A	V	(kg ·m2) / (pA ·
Модуль Юнга	E	Pa	kg/(m · s2)	MPa	kg / (m · s2)

Примечание: Градусы используются при вводе угла для параметра модели в Architect.

 

 

3. Размерности, отображаемые в пользовательском интерфейсе приведены в табл.2.2.

Таблица 2.2. Размерности.

 

Размерно сть	микро	пико	фемто	мега	Килогр амм	Фарад ы	Вольт ы	Ньюто н	Паск аль	Ватт	Кельв ин
Обозначе ние	u	p	f	M	kg	F	V	N	Pa	W	K

 

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет “ЛЭТИ” им. В.И. Ульянова (Ленина)»

(СПбГЭТУ)

 

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

по дисциплине

 

 

«САПР МИКРО- И НАНОСИСТЕМ»

 

 

Для подготовки бакалавров по направлению– «Нанотехнология»

 

 

Профиль – «Нанотехнологии для систем безопасности»

 

 

Санкт-Петербург 2010

 

 

 

 

1. САПР микро- и наносистем

1.1. Введение в САПР.

Оглавление

1.2. Состав, структура и виды обеспечения САПР.

1.3. Классификация проектных процедур

1.4. Математический аппарат в моделях разных иерархических уровней

1.5. Математические модели на макроуровне

1.6. Математические модели на микроуровне

1.7. САПР МЭМС устройств

2. Базовый программный пакет проектирования микро- инаносистем CoventorWare

2.1. Введение в САПР CoventorWare

2.2. Основные компоненты САПР CoventorWare

2.3. Условные обозначения, применяемые в САПР CoventorWare

3. Проектирование акселерометра

3.1. Проектирование эквивалентной схемы акселерометра.

3.2. Анализ технических характеристик акселерометра с помощью эквивалентных схем

3.3. Анализ технических характеристик акселерометра с помощью метода конечных эле- ментов.

Список литературы.

 

 

САПР микро- инаносистем

 

Введение в САПР.

 

Проектирование технического объекта - создание, преобразование и представление в принятой форме образа этого еще не существующего объекта. Образ объекта или его со- ставных частей может создаваться в воображении человека в результате творческого про- цесса или генерироваться в соответствии с некоторыми алгоритмами в процессе взаимо- действия человека и ЭВМ. Проектирование включает в себя разработку технического предложения и (или) технического задания (ТЗ), отражающих эти потребности, и реализа- цию ТЗ в виде проектной документации.

Автоматизированное проектирование – проектирование, при котором отдельные преобразования описаний объекта и (или) алгоритма его функционирования …, осуществ- ляются взаимодействием человека и ЭВМ.

Преимуществом автоматизированного проектирования является возможность прово- дить на ЭВМ эксперименты на математических моделях. Это значительно сокращает до- рогостоящее физическое моделирование. Математические модели при этом должны удов- летворять требованиям универсальности, точности, адекватности и экономичности.

Система автоматизированного проектирования (САПР) – комплекс средств автома- тизации проектирования, взаимосвязанных с необходимыми подразделениями проектной организации или коллективом специалистов (пользователей системы), выполняющий ав- томатизированное проектирование.

САПР принято делить, по крайней мере, на два основных вида:

· САПР изделий (САПР И);

· САПР технологических процессов (САПР ТП) их изготовления.

САПР изделий. В зарубежной литературе эти системы называют CAD (Computer Aided Design). Т.е. по – существу термин «CAD» можно перевести как «проектирование с по- мощью компьютера». Эти системы выполняют объемное и плоское геометрическое моде- лирование, инженерные расчеты и анализ, оценку проектных решений, изготовление чер- тежей.

Научно – исследовательский этап САПР выделяют в самостоятельную автоматизи- рованную систему научных исследований (АСНИ) или автоматизированную систему ин- жиниринга – CAE (Computer Aided Engineering).

САПР технологии изготовления. В России эти системы принято называть САПР ТП или АСТПП (автоматизированные системы технологической подготовки производства). На Западе их называют CAPP (Computer Automated Process Planning). С помощью этих систем разрабатывают технологические процессы и оформляют их в виде маршрутных, операционных, маршрутно–операционных карт, проектируют технологическую оснастку, разрабатывают управляющие программы (УП) для станков с ЧПУ.

Самостоятельное использование систем CAD, CAM дает экономический эффект. Но он может быть существенно увеличен их интеграцией посредством CAPP. Такая интегри- рованная система CAD/CAM на информационном уровне поддерживается единой базой

 

 

данных. В ней хранится информация о структуре и геометрии изделия (как результат про- ектирования в системе CAD), о технологии изготовления (как результат работы системы CAPP) и управляющие программы для оборудования с ЧПУ (как исходная информация для обработки в системе CAM на оборудовании с ЧПУ).

Виды обеспечения САПР:

· техническое – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих технических средств для ввода, хранения, переработки, передачи программ и данных, организации об- щения человека с ЭВМ, изготовления проектной документации;

· программное – совокупность программ, представленных в заданной форме, вместе с необходимой программной документацией;

· методическое – документы, в которых отражены состав, правила отбора и эксплуа- тации средств автоматического проектирования;

· математическое – совокупность математических методов, алгоритмов и моделей, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования;

· информационное – совокупность представленных в заданной форме сведений, не- обходимых для выполнения автоматизированного проектирования, в том числе описания стандартных проектных процедур, типовых проектных решений, типовых элементов, комплектующих изделий, материалов (основной частью информационного обеспечения являются базы данных);

· лингвистическое – совокупность языков, терминов, определений, необходимых для выполнения автоматизированного проектирования;

· организационное обеспечение – совокупность документов, устанавливающих со- став проектной организации и ее подразделений, их функции, связи между ними и ком- плексом средств автоматизации проектирования, форму, состав и перечень проектной до- кументации.