技術(shù) | ANSYS APDL參數(shù)化有限元分析技術(shù)

2016-12-15  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

APDL即ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言(ANSYS Parametric Design Language),它是一種解釋性語(yǔ)言,可以利用參數(shù)創(chuàng)建模型,并自動(dòng)實(shí)現(xiàn)分析任務(wù)。ANSYS的APDL實(shí)質(zhì)上是由類似于FORTRAN77的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言部分和1000多條ANSYS命令組成的。

APDL允許復(fù)雜的數(shù)據(jù)輸入,使用戶對(duì)任何設(shè)計(jì)或分析屬性有控制權(quán)(例如:幾何尺寸、材料、邊界條件和網(wǎng)格密度等),擴(kuò)展了傳統(tǒng)有限元分析范圍以外的能力,并擴(kuò)充了更高級(jí)運(yùn)算(包括零件參數(shù)化建模、設(shè)計(jì)優(yōu)化等),為用戶控制復(fù)雜計(jì)算的過(guò)程提供了極大的方便。

從ANSYS命令的功能上講,它們分別對(duì)應(yīng)ANSYS分析過(guò)程中的建立幾何模型、劃分單元網(wǎng)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(jì)算結(jié)果等指令。利用APDL的程序語(yǔ)言與宏技術(shù)組織管理ANSYS的有限元分析命令,就可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化建模、參數(shù)化的網(wǎng)格劃分與控制、參數(shù)化的材料定義、參數(shù)化載荷和邊界條件定義、參數(shù)化的分析控制和求解以及參數(shù)化后處理結(jié)果的顯示,從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)化有限元分析的全過(guò)程。

/post1
*get,sx25,node,25,s,x	!節(jié)點(diǎn)25處X方向應(yīng)力
*get,uz44,node,44,u,z	!節(jié)點(diǎn)44處的Z方向位移
nsort,s,eqv	!通過(guò)米塞斯應(yīng)力排序節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)
*get,smax,sort,,max	!獲取最大值
etable,vol,volu	!將單元體積存儲(chǔ)為vol
ssum	!對(duì)所有的單元表的列求和

在參數(shù)化的分析過(guò)程中可以修改其中的參數(shù)達(dá)到反復(fù)分析各種尺寸、不同載荷大小的多種設(shè)計(jì)方案,極大地提高了分析效率,減少了分析成本。同時(shí),以APDL為基礎(chǔ),用戶還可以開(kāi)發(fā)專用有限元分析程序,或者編寫(xiě)經(jīng)常重復(fù)使用的功能小程序,保存成宏文件以供用戶隨時(shí)調(diào)用或創(chuàng)建成按鈕放在工具條上。另外,APDL也是ANSYS設(shè)計(jì)優(yōu)化的基礎(chǔ),只有創(chuàng)建參數(shù)化的分析流程才能對(duì)其中的設(shè)計(jì)參數(shù)執(zhí)行優(yōu)化改進(jìn),達(dá)到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

APDL程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與其它編程語(yǔ)言一樣,具有參數(shù)、數(shù)組表達(dá)式、函數(shù)、流程控制(循環(huán)與分支)、縮寫(xiě)、宏以及用戶程序等。其中命令執(zhí)行中所使用到的參數(shù)可以被賦值為確定值,也可以通過(guò)表達(dá)式或參數(shù)的方式進(jìn)行賦值。

來(lái)源:安世亞太

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案例時(shí)間:

Abaqus分析(梁的振動(dòng)模態(tài)問(wèn)題)案例

ABAQUS計(jì)算指導(dǎo)9:梁的振動(dòng)模態(tài)問(wèn)題

工字形截面梁,用3D殼建模,材料:ρ=7800kg/m3,E=210GPa,ν=0.28,試應(yīng)用特征值分析方法計(jì)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(zhì)

1 創(chuàng)建材料:

將材料命名,材料:ρ=7800kg/m3,E=210GPa,ν=0.28,關(guān)閉。

2 創(chuàng)建截面:

名為,固體,各向同性,材料名選,關(guān)閉。

3 將截面的性質(zhì)附加到部件上:

選中Part-*,將Section-*信息注入Part-*。

三 組裝

創(chuàng)建計(jì)算實(shí)體,以Part-*為原形,用Dependent方式生成實(shí)體。

四分析步

創(chuàng)建分析步,命名為Step-1,Linear perturbation線性攝動(dòng)分析步,frequency頻率分析。

注釋:無(wú),Lanczos,時(shí)間:不改,Number of Eigenvalues requested Value 10。

Minimumfrequencyof interest 0;Maximumfrequencyof interest 1e6。OK。

五接觸

無(wú)。

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(wú)。

七網(wǎng)格

對(duì)部件Prat-1、Prat-2分別進(jìn)行。

1 網(wǎng)格控制:

自由,矩形。

2 單元類型:

標(biāo)準(zhǔn)3D應(yīng)力。

3 撒種子:

針對(duì)部件,全局種子大約間距自己設(shè)計(jì)。

2 劃網(wǎng)格:

針對(duì)部件。

八建立項(xiàng)目

命名為***,選擇完整分析,其余不變,OK。

九觀察結(jié)果

打開(kāi)結(jié)果文件***.odb,看位移彩圖。

在上述過(guò)程中不時(shí)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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