APDL与命令流的使用

中南大学工程软件应用1APDL与命令流的使用中南大学工程软件应用2ANSYS命令流和APDL语言十分方便，其语言规则类似但易于FORTRAN。中南大学工程软件应用什么是APDL语言?•APDL是ANSYSParametricDesignLanguage（ANSYS参数设计语言）的缩写,一种脚本语言，可使模型参数化并使一般任务自动化。•用APDL语言,可以:–用参数而不是数字输入模型尺寸,材料参数等。–从ANSYS数据库提取信息,如结点坐标或最大应力值。中南大学工程软件应用•用APDL语言还可以:–在参数间进行数学运算。–用数组参数创建向量和矩阵并对其操作。–对最常用的命令或宏定义缩写字（快捷方式）。–创建一个带if-then-else分支，do-loops循环和用户提示的宏来执行一系列的任务。中南大学工程软件应用一、参数化建模•利用ANSYS命令流可以方便地实现模型的参数化。•可以直接点菜单完成第一个模型，然后将完成该模型的日志文件整理出来，经过人为的改造，即可形成一个参数化的输入命令文件。关键在于如何整理命令流。中南大学工程软件应用•将命令流整理并写出来的路径是：FILEWriteDBLogfile，然后给定写出的命令流文件的名称，在下面的选项注意选择Writeessentialcommandsonly，则ANSYS的“转动模型”等冗余命令都将被滤掉，只剩下有用的命令，即*.mac。•注意，这还不是真正彻底的命令流，因为还有很多模型拾取的操作，因此将这部分操作改造掉才能得到真正的命令流*.inp。中南大学工程软件应用二、参数的定义与使用•ANSYS参数有标量参数和数组两种。数组类型有数值型数组（ARRAY）、表（TABLE）、字符数组。•参数的用途：•􀁺赋值；•􀁺批量数据处理（运算/读写）。•参数的特点：•􀁺不必声明参数类型；•􀁺使用未声明参数赋“极小值”（约为2E-100）；•􀁺无论整型还是实型都按双精度存储；•􀁺数组参数必须先定义后使用。•参数名不分大小写,即,“RAD”和“Rad”是相同的。所有参数内部都是以大写形式存储的。中南大学工程软件应用2.1标量参数•标量参数的使用应注意：–􀁺必须以字母开头，只能包含字母、数字和下划线；–􀁺不能以下划线开头，以下划线开头/结尾的参数为系统隐含参数（*.status，命令无效）；–􀁺不能超过32个字符；–􀁺不能使用宏专用局部参数名：ARG1～ARG9和AR10～AR99；–􀁺不能使用由*ABBR命令定义的缩写；–􀁺不能使用ANSYS标识字（Label）。•􀁺DOF：TEMP，UX，PRES等。•􀁺常用：ALL，PICK，STAT等。•􀁺用户定义：如用ETABLE命令定义的。•􀁺数组类型：如CHAR、ARRAY、TABLE等。中南大学工程软件应用•标量参数的定义方法：–1.利用*SET命令定义。–2.赋值号“＝”定义。–3.GUI菜单定义（如图2）：UtilityMenu＞Parameters＞ScalarParameters–4.启动时驱动命令定义。–5.提取ANSYS数据库数据赋值定义。中南大学工程软件应用•例如：*SET，ABC，-24•*SET，QR，2.07E11•*SET，XORY，ABC•Inrad＝2.5•Outrad＝8.2•Thick＝Outrad－Inrad•启动时定义参数的两种途径：–􀁺在ANSYS启动命令之后按“—NameValue”输入定义。–􀁺在ANSYS启动界面中进行定义。•举例：–Ansys-parm189.3-parm2-0.1–Ansys-m1024-radius12.43-thick10.15-cname/’filename/’中南大学工程软件应用•提取ANSYS数据库数据赋值定义的两种途径：–􀁺*GET提取命令。–􀁺内嵌提取函数。•*GET提取命令：•从特定对象（点、单元或面等）中提取数据库数据，并赋予某个用户命令的Scalar参数，有两种途径：–􀁺菜单路径：UtilityMenu＞Parameters＞GetScalarData。–􀁺*GET命令的使用格式。–*GET，Par，Entity，ENTNUM，Item1，IT1NUM，Item2，IT2NUM•其中：Par——将被赋值的参数名；•Entity——将提取对象关键字（NODE，ELEM，KP……）；•ENTNUM——提取对象的号码（若为0指全部实体）；•Item1，IT1NUM——是指对象的项目名和项目号；•Item2，IT2NUM——同上。中南大学工程软件应用菜单路径：UtilityMenu＞Parameters＞GetScalarData中南大学工程软件应用中南大学工程软件应用•内嵌提取直接返回一个数值并在当前使用，内嵌提取函数主要提取以下信息：•1）实体选择状态；•2）选择下一个实体；•3）面积；•4）单元的表面；•5）自由度结果；•6）坐标最近节点或关键点；•7）关键点/节点间距离或角度；•8）节点、单元、关键点等的特征坐标值；•9）节点见、关键点间以及节点到单元的距离；•10）离关键点/节点/节点最近的关键点/节点/单元；•11）节点关联单元/单元的逻辑节点号。中南大学工程软件应用2.2数组参数•1.数值型数组–􀁺默认的数组类型为数值型数组。–􀁺行列面下标从1开始的连续证书。–􀁺数组元素为整型或实型数。•2.字符型数组–􀁺字符数组类型。–􀁺元素不超过8个字符。•􀁺行列面下标为从1开始的连续整数。•3.表•􀁺一种特殊的数字数组类型。•􀁺可以实现定义元素间的线性插值。•􀁺每一行、列和面定义数组下标，下标为实数。中南大学工程软件应用•数组的定义中南大学工程软件应用•数组的赋值中南大学工程软件应用•表型数组可用于施加边界条件等，也可用于存储公式编辑器编辑的公式。•字符型数组用于存储字符串。•数组和表的值可以直接让程序画出来。•具体方法如下：•GUI：UtilityMenu＞Plot＞ArrayParameters•命令：*VPLOT中南大学工程软件应用三、宏语言及程序控制•所谓APDL宏就是一个ANSYS命令序列，自动完成一定任务的文件。ANSYS自身有很多宏文件，包括前处理、后处理的等。用户可以编制自己常用的宏文件。宏调用的对象包括：ANSYS命令，GUI函数或将值传递给宏函数。•典型的宏文件示例：•/prep7•/view,-1,-2,-3•block,,4,,3,,2•sphere,1•vsbv,1,2•finish中南大学工程软件应用•ANSYS宏文件的扩展名可以规定为.mac，则它可以自动执行，等同于ANSYS命令。•宏文件名不能超过32个字符，不能以数字开头，扩展名不能超过8个字符，不能使用扩展名.MAC（用于ANSYS内部宏），文件名或文件扩展名中不能包含空格，不能包含当前文件系统禁止使用的字符。中南大学工程软件应用3.1宏的创建•1）ANSYS宏的搜索路径（即宏放到这些目录即可自动执行）：–􀁺ANSYSdocu子目录：/ansys9X/v91/ANSYS/apdl;–􀁺ANSYS-MACROLIB环境变量指定路径；–􀁺/PSEARCH指定路径；–􀁺用户注册目录（homedirectory）；–􀁺当前目录。中南大学工程软件应用•2）ANSYS宏文件的定义方法：–􀁺方法1－参数的值不确定，参数名被写入文件中。•*CREATE，Fname，Ext，Dir•……•*END–􀁺方法2–－*CFOPEN，Fname，Ext，Dir，Loc•……•*CFWRITE，Command–􀁺方法3－通过菜单创建：–UtilityMenu＞Macro＞CreateMacro–􀁺方法4–－通过文本编辑器进行编辑。这是最常用的方法中南大学工程软件应用•3）宏库的创建•宏库文件包含一批宏，用*CREATE命令或文本编辑器创建。宏库文件没有明确文件扩展名。•宏库的典型格式如下：•MACRONAME1•……•/EOF•MACRONAME2•……•/EOF•MACRONAME2•……•/EOF中南大学工程软件应用•下面是包括两个简单宏的宏库文件：•mybloc•/prep7•/view，，-1，-2，-3•block，，4，3，2•finish•/EOF•mysphere•/prep7•/view，，-1，-2，-3•sphere，1•finish•/EOF中南大学工程软件应用3.2宏的执行•宏执行的方法：–1）使用*USE命令。在宏搜索路径中，从命令提示窗口输入*usemymarco；–2）在菜单中UtilityMenu＞Marco＞ExecuteMarco；–3）执行宏库中的宏，使用*ULIB命令，例如*ulib，mymarco，mlib，/myaccount/marcos/。中南大学工程软件应用3.3循环与分支结构•3.3.1DO循环•ANSYS的DO循环的基本结构为：•*DO，I，1，N•……•*ENDDO•DO循环中包含什么内容没有限制，甚至可以是整个分析过程，并且DO循环可以多层嵌套。中南大学工程软件应用•3.3.2宏内子程序的调用•APDL允许嵌套达20级的宏，可以给宏传递19个变量。下面例子中宏库文件MYSTART宏，调用MYSPHERE宏创建球：•mystart•/prep7•/view，，-1，-2，-3•mysphere，1.2•finish•/eof•mysphere•sphere，arg1•/eof中南大学工程软件应用•3.3.3无条件分支GOTO•最简单的分支命令*GO，将程序跳转到一个指定的标记处而不执行其间的任何命令，程序从指定标记处继续执行。•*GO，：BRANCH1•……！这些命令将被跳过•……•：BRANCH1•……•……中南大学工程软件应用•3.3.4条件分支*IF命令•APDL允许基于条件执行一系列交替的程序块，条件是通过比较两个数值（或代表数值的参数）。•简单的IF－THEN－ELSE结构，可以将条件分支、循环等结合在一起来控制程序的执行。–例如在一个壳模型中，厚度thk定义为参数，且只有三个壳厚可用(即,1/8”,3/16”,1/4”),则可有如下if-then-else结构:et,1,63!壳单元类型*if,thk,lt,2.5/16,thenthk=1/8!用1/8ifthk2.5/16*elseif,thk,gt,3.5/16,thenthk=1/4!用1/4ifthk3.5/16*elsethk=3/16!否则用3/16*endifr,1,thk!定义壳厚为实常数中南大学工程软件应用•3.3.5隐式DO循环•隐式DO循环比DO循环更快，因为它在内存中执行。•典型格式为{x：y：z}。z默认为1；•例如n,{1:6},{2:12:2}将会执行下列步骤：•n,1,2•n,2,4•n,3,6•……•n,6,12中南大学工程软件应用四、定制简单对话框•可以通过指定变量对话框，提示信息，调用对话框等来直接通过界面交互操作，也可以增加程序的通用性和灵活性。中南大学工程软件应用4.1单变量提示对话框•通过提示用户输入变量数值来确定模型的参数，也明确模型中需要输入的两，而且变量都可以有自己的默认值。•格式：*ASK，Par，Query，DVAL•功能：提示用户输入一个参数值对话框•值域：Par参数名•Query提示文字（最多32个字符）•DAVAL参数的默认值中南大学工程软件应用4.2多变量提示对话输入框•多变量提示对话输入框一次可以输入多个参数。•语法：MULTIPRO，’start’，变量数•*CSET，起始位置，终止位置，参数名，’提示字符串’，默认值•MUKLTIPRO，’end’•说明：可以输入1～10个*CSET命令。•-BUTTON返回状态值；•-BUTTON＝0表示按下了OK按钮；•-BUTTON＝1表示按下了Cancel按钮；中南大学工程软件应用•下面例子给出一个输入对话框。•multipro，’start’，3•*cset，1，3，beam