第17章-APDL基础(ansys教程)

第17章APDL基础APDL是ANSYS参数化设计语言的的缩写，它是一种允许使用参数并能完成一系列任务的强大的程序语言。使用APDL，您可以：用参数而不是用数值输入模型尺寸，材料类型等从ANSYS数据库中获取信息,比如节点位置或最大应力在参数中进行数学运算，包括矢量和矩阵运算把常用的命令或宏定义成缩写形式建立一个宏使用if-then-else分支和do循环等来执行一系列任务17.1概述概要:利用格式Name=Value定义参数参数值可以是一个数值，一个以前定义过的参数，一个函数，一个参数表达式，或者一个字符串利用*GET命令或函数从ANSYS数据库中获取信息ANSYS存储的是参数的实际值(数字或字符串)，而不是参数名17.2定义参数用以下格式定义参数Name=Value可以在输入窗口或标量参数对话框中输入(UtilityMenuParametersScalarParameters...)参数名不能超过8个字符值可以是一个数值，一个以前定义过的参数，一个函数，一个参数表达式，或者一个字符串(用单引号括住)17.2定义参数(续)例子:inrad=2.5outrad=8.2numholes=4thick=outrad-nrade=2.7e6density=2.4bb=cos(30)pi=acos(-1)用*SET看有用参数列表g=9.81gama=density*gcircumf=2*pi*radarea=pi*r**2dist=sqrt((y2-y1)**2+(x2-x1)**2)slope=(y2-y1)/(x2-x1)theta=atan(slope)jobname=‘proj1’17.2定义参数(续)以上例子是关于标量参数的,它只有一个值—数字或者字符。ANSYS也提供数组参数,它有若干个值。数字数组和字符数组都是有效的。28.7-9.2-2.151.00.0xvalues=job1job2job3job4job5filnam=17.2定义参数(续)一些命名规则：参数名不超过8个字符，并以字母开头参数名中只能出现字母，数字和下划线避免以下划线开头，这在ANSYS中另有它用参数名不分大小写，如“RAD”和“Rad”是一样的。所有的参数都以大写形式存储避免使用ANSYS标识，如STAT,DEFA,和ALL17.3使用参数使用参数时，只需在对话框中或通过命令输入参数名就行了。例如,利用参数定义一个w=10，h=5的矩形,您可以使用以下菜单:PreprocessorCreateRectangleBy2Corners+或命令:/prep7blc4,,,w,h17.4参数的用法注意:当使用参数时，ANSYS将立刻把参数名换为它的值。上一个例子中的矩形将被存为10×5,而不是w×h。也就是说，如果你在生成矩形后再改变w或h的值，矩形将不被修改。17.4参数的用法(续)其它一些关于参数用法的例子:jobname=‘proj1’/filnam,jobname!作业名/prep7youngs=30e6mp,ex,1,youngs!杨氏模量force=500fk,2,fy,-force!2号关键点的力fk,6,fx,force/2!6号关键点的力17.5从数据库中获取信息从数据库中获取信息并给参数赋值,使用*GET命令或UtilityMenuParametersGetScalarData...对获取大量信息是很有用的，包括模型和结果数据，请参看*GET命令的详细资料。17.5从数据库中获取信息(续)例子:*get,x1,node,1,loc,x!x1=节点1的x坐标[CSYS]*/post1*get,sx25,node,25,s,x!sx25=节点25的x方向应力[RSYS]**get,uz44,node,44,u,z!uz44=点44的UZ方向的位移[RSYS]*nsort,s,eqv!对节点的vonMises应力排序*get,smax,sort,,max!smax=排序的最大值etable,vol,volu!用vol存储单元体积ssum!对单元表的列求和*get,totvol,ssum,,vol!totvol=对vol的列求和*CSYS=激活坐标系(CSYS)RSYS=激活的结果坐标系(RSYS)17.5从数据库中获取信息(续)一些数据可以通过函数获取。例如:x1=nx(1)!x1=节点1的x坐标[CSYS]*nn=node(2.5,3,0)!nn=在(2.5,3,0)处的节点[CSYS]*/post1ux25=ux(25)!ux25=25号节点的UX值[RSYS]*temp93=temp(93)!temp93=节点93的温度值width=distnd(23,88)!width=23号节点和88号节点间的距离*CSYS=激活坐标系(CSYS)RSYS=激或的结果坐标系(RSYS)17.5从数据库中获取信息(续)在一些地方您可以直接取函数值，就象用一个参数一样。例如：k,10,kx(1),ky(3)!10号关键点x坐标取1号关键点的x坐标，y坐标取3号关键点的y坐标k,11,kx(1)*2,ky(3)![CSYS]*f,node(2,2,0),fx,100!在节点(2,2,0)施加力FX[CSYS]**CSYS=激活坐标系(CSYS)17.6数组参数数组参数是能够容纳多个值的参数数组参数可以是1-D,2-D,or3-D1-D:m行×1列2-D:m行×n列3-D:m行×n列×k面17.1-47.6-5.225.0107.9814173861057-477041033-52348714125-666221071115x1array5x3arraymxnx3arrayAA=BB=CC=17.6.1数组参数的类型有三种数组参数类型:数值数组数据表字符数组数值数组是标准的1-D,2-D,或3-D数值矩阵，如下面的BBBB(2,3)=704BB(3,1)=1033等814173861057-477041033-52348714125-666221071115x3arrayBB=17.6.1数组参数的类型(续)数据表除了行、列、面可以是实数外，与数值数组类似。第零行、零列、零面必须填充数字。对定义随时间变化的载荷和类似情况非常有用例如：表FORCE可以表示力随时间的变化关系，第零行表示时间值。FORCE(0.4)=279.9996FORCE(6.5)=560.0FORCE(8.9)=119.25等17.6.1数组参数的类型(续)一个字符型数组是1-D,2-D,或3-D的字符串矩阵可用来存放文件名,自由度标识等每个字符串不超过8个字符。JOB1JOB2JOB3JOB4JOB5jobs=UXUYUZROTYROTZdofs=17.6.2怎样定义数组定义数组的步骤:1.指定类型和维数UtilityMenuParametersArrayParametersDefine/EditAdd或使用*DIM命令，例如:*dim,aa,array,4!4×1×1array*dim,bb,array,5,3!5×3×1array*dim,force,table,5!5×1×1table*dim,dofs,char,6!6×1×1characterarray17.6.2怎样定义数组(续)2.给数组赋值UtilityMenuParametersArrayParametersDefine/EditEdit或使用*VEDIT命令或使用“=”命令.例如:bb(1,1)=11,21,31,41,51bb(1,2)=12,22,32,42,52bb(1,3)=13,23,33,43,5317.6.2怎样定义数组(续)对于表型数组,必须定义第0位置。否则，取缺省值7.8886E-31例如:force(1,1)=0,560,560,238.5,0force(1,0)=1E-6,0.8,7.2,8.5,9.3force(0,1)=017.6.2怎样定义数组(续)对字符数组,不能以图形方式填充字符串使用“=”命令键入值,接着用*STAT显示字符串每个字符串必须用单引号括起来例如:dofs(1)=‘ux’,‘uy’,‘uz’,‘rotx’,‘roty’,‘rotz’*stat,dofs17.6.2怎样定义数组(续)给数组赋值的其他方法:用*VFILL命令或(UtilityMenuParametersArrayParametersFill)预定义函数赋值跃阶函数随机函数等从一个文件读入数据:*VREAD用于数值数组*TREAD用于数据表或UtilityMenuParametersReadfromFile从数据库获取(下一步讨论)17.6.3获取数据库信息正如*GET从数据库获取标量数据，可以用*VGET获取数组信息或UtilityMenuParametersGetArrayData先定义数组，然后获取数据例如:*dim,dispval,array,20,3!20×3array*vget,dispval(1,1),node,1,u,x!UXofnodes1-20incolumn1*vget,dispval(1,2),node,1,u,y!UYincolumn2*vget,dispval(1,3),node,1,u,z!UZincolumn317.6.3获取数据库信息(续)其他可获取的数组信息类型:节点和关键点坐标(当前坐标系)单元属性,体，面等实体的选择状态(1选上,0未选上)节点应力,应变,温度梯度，热通量等单元表数据等…17.6.4数组操作一旦定义了数组参数,就可以对它们进行各种操作UtilityMenuParametersArrayOperations或使用*VFUN,*VOPER,*VSCFUN,*VWRITE等命令17.6.4数组操作(续)*VFUN对单个数组操作*vfun,b(1),sin,a(1)等价于b(j)=sin(a(j))其他操作包括：自然对数,常用对数,指数平方根,排序,复制局部坐标系与整体坐标系的相互转换关系路径的切线和法线矢量等17.6.4数组操作(续)*VOPER对两个数组参数操作。*voper,c(1),a(1),sub,b(1)等价于c(k)=a(k)-b(k)其它操作包括:加,减,乘,除最小值,最大值,逻辑运算微分，积分点积和叉积17.6.4数组操作(续)*VSCFUN定义数组参数的属性*vscfun,maxval,max,a(1)等价于一个标量maxval=max(a(i))其它操作包括:求数组的所有元素的和诸如标准偏差，中值，平均数等统计量最小值/最大值，最小值/最大值的位置第一个和最后一个非零记录的位置17.6.4数组操作(续)*VWRITE把数据按格式写进文件例如:*cfopen,wing,dat*vwrite(/,3x,’NodeNumber’,4x,’Temperature’,/)*vwrite,nnum(1),tval(1)(5x,f6.0,6x,e14.8)*cfclose将会创建一个名为wing.dat的文件，包含指定格式的nnum和tval数组17.7宏基础APDL(ANSYS参数设计语言)最强有力的特征之一是创建宏的能力宏就是一系列贮存在一个文件中的ANSYS命令，并且能象一个ANSYS命令一样来运行常用宏功能：它可以如同ANSYS命令一样具有变量分支和循环用来控制一系列命令交互式特征如图形拾取，提示，以及对话框宏可以嵌套—一个宏引用第二个宏，第二个宏引用第三个宏，等等—一直可嵌套20级17.7宏基础(续)在这一节，我们将给出创建宏的基本步骤：A．创建一个宏B．带参数的宏C．分支D．循环E．总的指导方针F．练习17.7.1创建宏创建一个宏，