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.