技术 | ANSYS APDL参数化有限元分析技术

2016-12-15  by:CAE仿真在线  来源:互联网

APDL即ANSYS参数化设计语言(ANSYS Parametric Design Language),它是一种解释性语言,可以利用参数创建模型,并自动实现分析任务。ANSYS的APDL实质上是由类似于FORTRAN77的程序设计语言部分和1000多条ANSYS命令组成的。

APDL允许复杂的数据输入,使用户对任何设计或分析属性有控制权(例如:几何尺寸、材料、边界条件和网格密度等),扩展了传统有限元分析范围以外的能力,并扩充了更高级运算(包括零件参数化建模、设计优化等),为用户控制复杂计算的过程提供了极大的方便。

从ANSYS命令的功能上讲,它们分别对应ANSYS分析过程中的建立几何模型、划分单元网格、材料定义、施加载荷、定义边界条件、分析控制、执行求解以及后处理计算结果等指令。利用APDL的程序语言与宏技术组织管理ANSYS的有限元分析命令,就可以实现参数化建模、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化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后处理结果的显示,从而实现参数化有限元分析的全过程。

/post1
*get,sx25,node,25,s,x	!节点25处X方向应力
*get,uz44,node,44,u,z	!节点44处的Z方向位移
nsort,s,eqv	!通过米塞斯应力排序节点数据
*get,smax,sort,,max	!获取最大值
etable,vol,volu	!将单元体积存储为vol
ssum	!对所有的单元表的列求和

在参数化的分析过程中可以修改其中的参数达到反复分析各种尺寸、不同载荷大小的多种设计方案,极大地提高了分析效率,减少了分析成本。同时,以APDL为基础,用户还可以开发专用有限元分析程序,或者编写经常重复使用的功能小程序,保存成宏文件以供用户随时调用或创建成按钮放在工具条上。另外,APDL也是ANSYS设计优化的基础,只有创建参数化的分析流程才能对其中的设计参数执行优化改进,达到最优化设计。

APDL程序设计语言与其它编程语言一样,具有参数、数组表达式、函数、流程控制(循环与分支)、缩写、宏以及用户程序等。其中命令执行中所使用到的参数可以被赋值为确定值,也可以通过表达式或参数的方式进行赋值。

来源:安世亚太

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案例时间:

Abaqus分析(梁的振动模态问题)案例

ABAQUS计算指导9:梁的振动模态问题

工字形截面梁,用3D壳建模,材料:ρ=7800kg/m3,E=210GPa,ν=0.28,试应用特征值分析方法计算梁的前10阶

固有频率和振型。

一部件

创建部件,三维、可变形、壳,造梁,命名。

二 性质

1 创建材料:

将材料命名,材料:ρ=7800kg/m3,E=210GPa,ν=0.28,关闭。

2 创建截面:

名为,固体,各向同性,材料名选,关闭。

3 将截面的性质附加到部件上:

选中Part-*,将Section-*信息注入Part-*。

三 组装

创建计算实体,以Part-*为原形,用Dependent方式生成实体。

四分析步

创建分析步,命名为Step-1,Linear perturbation线性摄动分析步,frequency频率分析。

注释:无,Lanczos,时间:不改,Number of Eigenvalues requested Value 10。

Minimumfrequencyof interest 0;Maximumfrequencyof interest 1e6。OK。

五接触

无。

六载荷

1施加位移边界条件:

命名,梁的左端下线约束自由度x、y、z。梁的右端下线约束自由度x、y。

2创建载荷:无。

七网格

对部件Prat-1、Prat-2分别进行。

1 网格控制:

自由,矩形。

2 单元类型:

标准3D应力。

3 撒种子:

针对部件,全局种子大约间距自己设计。

2 划网格:

针对部件。

八建立项目

命名为***,选择完整分析,其余不变,OK。

九观察结果

打开结果文件***.odb,看位移彩图。

在上述过程中不时地将本题的CAE模型保存为***.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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