搜索技術 | ANSYS APDL參數化有限元分析技術
2016-12-15 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
APDL即ANSYS參數化設計語言(ANSYS Parametric Design Language),它是一種解釋性語言,可以利用參數創(chuàng)建模型,并自動實現分析任務。ANSYS的APDL實質上是由類似于FORTRAN77的程序設計語言部分和1000多條ANSYS命令組成的。
圖1 ANSYS命令使用
圖2 ANSYS命令說明
APDL允許復雜的數據輸入,使用戶對任何設計或分析屬性有控制權(例如:幾何尺寸、材料、邊界條件和網格密度等),擴展了傳統有限元分析范圍以外的能力,并擴充了更高級運算(包括零件參數化建模、設計優(yōu)化等),為用戶控制復雜計算的過程提供了極大的方便。
從ANSYS命令的功能上講,它們分別對應ANSYS分析過程中的建立幾何模型、劃分單元網格、材料定義、施加載荷、定義邊界條件、分析控制、執(zhí)行求解以及后處理計算結果等指令。利用APDL的程序語言與宏技術組織管理ANSYS的有限元分析命令,就可以實現參數化建模、參數化的網格劃分與控制、參數化的材料定義、參數化載荷和邊界條件定義、參數化的分析控制和求解以及參數化后處理結果的顯示,從而實現參數化有限元分析的全過程。
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/post1 |
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*get,sx25,node,25,s,x |
!節(jié)點25處X方向應力 |
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*get,uz44,node,44,u,z |
!節(jié)點44處的Z方向位移 |
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nsort,s,eqv |
!通過米塞斯應力排序節(jié)點數據 |
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*get,smax,sort,,max |
!獲取最大值 |
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etable,vol,volu |
!將單元體積存儲為vol |
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ssum |
!對所有的單元表的列求和 |
在參數化的分析過程中可以修改其中的參數達到反復分析各種尺寸、不同載荷大小的多種設計方案,極大地提高了分析效率,減少了分析成本。同時,以APDL為基礎,用戶還可以開發(fā)專用有限元分析程序,或者編寫經常重復使用的功能小程序,保存成宏文件以供用戶隨時調用或創(chuàng)建成按鈕放在工具條上。另外,APDL也是ANSYS設計優(yōu)化的基礎,只有創(chuàng)建參數化的分析流程才能對其中的設計參數執(zhí)行優(yōu)化改進,達到最優(yōu)化設計。
APDL程序設計語言與其它編程語言一樣,具有參數、數組表達式、函數、流程控制(循環(huán)與分支)、縮寫、宏以及用戶程序等。其中命令執(zhí)行中所使用到的參數可以被賦值為確定值,也可以通過表達式或參數的方式進行賦值。
圖3 ANSYS APDL 分支結構
來源:安世亞太
案例時間:
Abaqus分析(梁的振動模態(tài)問題)案例
ABAQUS計算指導9:梁的振動模態(tài)問題
工字形截面梁,用3D殼建模,材料:ρ=7800kg/m3,E=210GPa,ν=0.28,試應用特征值分析方法計算梁的前10階
固有頻率和振型。
一部件
創(chuàng)建部件,三維、可變形、殼,造梁,命名。
二 性質
1 創(chuàng)建材料:
將材料命名,材料:ρ=7800kg/m3,E=210GPa,ν=0.28,關閉。
2 創(chuàng)建截面:
名為,固體,各向同性,材料名選,關閉。
3 將截面的性質附加到部件上:
選中Part-*,將Section-*信息注入Part-*。
三 組裝
創(chuàng)建計算實體,以Part-*為原形,用Dependent方式生成實體。
四分析步
創(chuàng)建分析步,命名為Step-1,Linear perturbation線性攝動分析步,frequency頻率分析。
注釋:無,Lanczos,時間:不改,Number of Eigenvalues requested Value 10。
Minimumfrequencyof interest 0;Maximumfrequencyof interest 1e6。OK。
五接觸
無。
六載荷
1施加位移邊界條件:
命名,梁的左端下線約束自由度x、y、z。梁的右端下線約束自由度x、y。
2創(chuàng)建載荷:無。
七網格
對部件Prat-1、Prat-2分別進行。
1 網格控制:
自由,矩形。
2 單元類型:
標準3D應力。
3 撒種子:
針對部件,全局種子大約間距自己設計。
2 劃網格:
針對部件。
八建立項目
命名為***,選擇完整分析,其余不變,OK。
九觀察結果
打開結果文件***.odb,看位移彩圖。
在上述過程中不時地將本題的CAE模型保存為***.cae。
命令流
*Heading
** Job name: ExpAbq09 Model name: Model-1
*Preprint, echo=NO, model=NO, history=NO, contact=NO
**
** PARTS
*Part, name=Part-1
*End Part
**
** ASSEMBLY
*Assembly, name=Assembly
*Instance, name=Part-1-1, part=Part-1
*Node
1, 0.05, 0.08, 0.00
5,-0.05, 0.08, 0.00
6, 0.05,-0.08, 0.00
10,-0.05,-0.08, 0.00
11, 0.00,-0.06, 0.00
16, 0.00, 0.06, 0.00
1001, 0.05, 0.08, 2.00
1005,-0.05, 0.08, 2.00
1006, 0.05,-0.08, 2.00
1010,-0.05,-0.08, 2.00
1011, 0.00,-0.06, 2.00
1016, 0.00, 0.06, 2.00
*Ngen, ,Nset=Part1A
1, 5, 1, , , , , , ,
6, 10, 1, , , , , , ,
11, 16, 1, , , , , , ,
*Ngen, ,Nset=Part1B
1001, 1005, 1, , , , , , ,
1006, 1010, 1, , , , , , ,
1011, 1016, 1, , , , , , ,
*Nfill, Nset=Part1
Part1A, Part1B, 50, 20
*Element, type=S4R
1, 1, 2, 22, 21
5, 6, 7, 27, 26
9, 28, 8, 11, 31
10, 31, 11, 12, 32
15, 36, 16, 3, 23
*Elgen, Elset=Part1
1, 4, 1, 1, 50, 20, 15, 1
5, 4, 1, 1, 50, 20, 15, 1
10, 5, 1, 1, 50, 20, 15, 1
9, 50, 20, 15
15, 50, 20, 15
** Section: Section-1
*Shell Section, elset=Part1, material=Material-1
0.01, 5
*End Instance
**
*Nset, nset=Part1A, internal, instance=Part-1-1, generate
6, 10, 1
*Nset, nset=Part1B, internal, instance=Part-1-1, generate
1006,1010, 1
*End Assembly
**
** MATERIALS
*Material, name=Material-1
*Density
7800.,
*Elastic
2.1e+11, 0.28
** ----------------------------------------------------------------
** STEP: Step-1
*Step, name=Step-1, perturbation
*Frequency, eigensolver=Lanczos, acoustic coupling=on, normalization=displacement, number interval=1, bias=1.
10, 0., 1e+06, , ,
** BOUNDARY CONDITIONS
** Name: BC-1 Type: Displacement/Rotation
*Boundary
Part1A, 1, 3
Part1B, 1, 2
** OUTPUT REQUESTS
*Restart, write, frequency=0
** FIELD OUTPUT: F-Output-1
*Output, field, variable=PRESELECT
*End Step
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