ANSYS的UPFs子程序二次开发基本介绍

ANSYS的UPFs子程序二次开发基本介绍

参考资料:

[1] http://www.doc88.com/p-896576308919.html

首先简单介绍ANSYS二次开发的工具。ANSYS二次开发工具大致有4个,分别是APDL、UPFs、UIDL及Tcl/Tk,其中后面两个用于ANSYS交互界面开发。APDL(ANSYS Parametric Design Language)大家都熟悉,ANSYS参数化设计语言,及俗称的命令流。它由类似于FORTRAN的语言部分和1000多条ANSYS命令组成。APDL是一种解释性文本语言,有顺序、选择、循环及宏等结构。利用APDL将ANSYS命令组织起来,编写出参数化的用户程序,从而实现有限元分析的全过程,即建立参数化的实体模型、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化的载荷和边界条件定义、参数化的分析控制和求解以及参数化的后处理。

这里向大家介绍两个APDL二次开发的常用简单命令,/COM和/SYS。/COM命令可以用于在ANSYS Output窗口中输出相关信息,比如当前计算时间,塑性应变等等,这一点非常方便。/SYS用于暂停当前运算并调用外部程序,例如/SYS,D:/1.exe则会调用D盘下的1.exe可执行文件,利用这个功能,可以大大扩展APDL的分析能力。

UPFs(User Programmable Features),即用户可编程特性,它是源代码层次的ANSYS二次开发,用户可以根据需要利用UPFs重新编译连接生成用户定制版本的ANSYS软件,例如创建新单元、定义新的材料属性、定义用户失效准则等等。使用UPFs需要安装Fortran编译器,并设置编译环境(主要是系统环境变量设置),后面以ANSYS 12.0,32位xp系统为例详细介绍安装方法。利用UPFs可以完成很多APDL很难完成的工作,比如复杂材料本构模型的开发,单元的开发,优化算法的定义,接触准则的定义等等。

Abaqus可以通过子程序编写材料本构模型,ANSYS也一样,编写材料子程序的基本思路也大致一样,并且都是用Fortran编写的。首先由给定的应变增量计算得到应力增量,从而得到新的应力,称做应力更新过程。其次还要求usermat给出雅可比矩阵,学名是一致切线算子矩阵。

ANSYS的子程序基本结构如下。

Usermat的输入变量极其数据类型如下。

Usermat的输出变量极其数据类型如下。

Usermat的输入输出变量极其数据类型如下。