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概述
·APDL 是ANSYS 参数化设计语言的缩写,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, 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。
A. 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(Utility Menu > Parameters > Scalar Parameters...)
–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）。
·例子:
inrad=2.5 g=386
outrad=8.2 massdens=density/g
numholes=4 circumf=2*pi*rad
thick=outrad-inrad area=pi*r**2
e=2.7e6 dist=sqrt((y2-y1)**2+(x2-x1)**2)
density=0.283 slope=(y2-y1)/(x2-x1)
bb=cos(30) theta=atan(slope)
pi=acos(-1) jobname=‘proj1’
用*SET 看有用参数列表
·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。字符数组在本教程中不讨论。
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ALL。
B.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:
Preprocessor > Create > Rectangle > By 2 Corners +
–或命令:
/prep7
blc4,,,w,h
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10x5 , 而不是wxh。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。
·其它一些关于参数用法的例子:
jobname=‘proj1’
/filnam,jobname ! 作业名
/prep7
youngs=30e6
mp,ex,1,youngs ! 杨氏模量
force=500
fk,2,fy,-force ! 2号关键点的力
fk,6,fx,force/2 ! 6号关键点的力
C. 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Utility Menu > Parameters > Get Scalar Data...
·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。
·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 =节点44的UZ方向的位移[RSYS]*
nsort,s,eqv ! 对节点的von Mises 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)
·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]*
/post1
ux25=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)
·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]*
APDL 基础
1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。
2. 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, or 3-D.
–1-D: m行x 1列
–2-D: m行x n列
–3-D: m行x n列x k面
·本章主要讨论怎样定义和使用数组参数.
·主要内容:
A. 数组参数的类型
B. 怎样定义数组
C. 获取数据库信息
D. 数组操作
A. 数组参数的类型
·有三种数组参数类型:
–数值数组
–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.
·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
·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。
B. 怎样定义数组
定义数组的步骤:
1.指定类型和维数
–Utility Menu > Parameters > Array Parameters > Define/Edit > Add
–或使用*DIM命令.例如:
*dim,aa,array,4! 4x1x1 array
*dim,force,table,5! 5x1x1 table
*dim,bb,array,5,3! 5x3x1 array
*dim,dofs,char,6! 6x1x1 character array
2. 给数组赋值
–Utility Menu > Parameters > Array Parameters > Define/Edit > Edit
–或使用*VEDIT命令
–或使用“=”命令.例如:
bb(1,1)=11,21,31,41,51
bb(1,2)=12,22,32,42,52
bb(1,3)=13,23,33,43,53
·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)=0,560,560,238.5,0
force(1,0)=1E-6,0.8,7.2,8.5,9.3
force(0,1)=0
·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,dofs
·给数组赋值的其他方法:
–用*VFILL命令或(Utility Menu > Parameters > Array Parameters > Fill)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Utility Menu > Parameters > Read from File
–从数据库获取(下一步讨论).
C. 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Utility Menu > Parameters > Get Array Data
·先定义数组，然后获取数据.
·例如:
*dim,dispval,array,20,3 ! 20x3 array
*vget,dispval(1,1),node,1,u,x ! UX of nodes 1-20 in column 1
*vget,dispval(1,2),node,1,u,y ! UY in column 2
*vget,dispval(1,3),node,1,u,z ! UZ in column 3
·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…
D. 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
–Utility Menu > Parameters > Array Operations
–或使用*VFUN, *VOPER, *VSCFUN, *VWRITE等命令
·*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
·*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
·*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
·*VWRITE把数据按格式写进文件
–例如:
*cfopen,wing,dat
*vwrite
(/,3x,’Node Number’,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
3 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。
宏基础
·本文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
·更多的细节，请参考APDL程序指南等
A. 创建宏
·创建一个宏，在文本编辑器中，创建一系列命令，并以文件名name.mac保存它们.
–name以一个字母开始，可以达32个字符。
·在文件名中空格不允许。
·避免特殊字符。
·确保name不是一个有效的ANSYS命令。可以在开始或所有处理器（PREP7，POST1，等等）中进行检验。如果得到这种信息...不是有效的命令或宏…那么这个名字是“安全的”。
–扩展名.mac允许你运行宏如同运行一个命令一样：只需敲入name。
·例子：
–宏totvolume.mac用来计算所有单元的整个体积：
esel,all！选择所有单元
etable,volume,volu！将所有单元体积建立单元表
ssum！求解单元表选项总和
*get,totvol,ssum,,item,volume！totvol=体积总和
*stat,totvol！列totvol值
–－在Post1（在求解之后）中发出totvolume来计算整个体积。
·搜索路径：
·－ANSYS首先在下列搜索路径中寻找文件name.mac并运行它：
1．／ansys57/docu
2．在ANSYS＿MACROLIB环境变量路径中。
3．在WINDOWS系统中的注册路径。
4．当前工作路径。
·－如果在上级路径和下级路径同时寻找到同样的文件名，则采用上级路径。
B. 带参数的宏
·通过特殊的字符名，你可以创建多达20个参数的宏：
－NAME,arg1,arg2,arg3,…,ar10,ar11,ar12,…,ar20
·参数如同标准的ANSYS命令中的参数，可以为：
–数字
–字符（被包括在单引号中）
–参数（标量或数组）
–参数表达式
·参数的意义由所定义的宏来决定。
·例如，我们可以定义宏totvolume.mac来计算指定类型的所有单元体积和：
－TOTVOLUME，TYPE
·宏具体如下：
esel,s,type,,arg1
etable,volume,volu
ssum
*get,totvol,ssum,,item,volume
*vwrite,arg1,totvol
(‘Total volume for type’,f4.0,’elements=’,f8.2)
·求解之后在通用后处理器中发出totvolume,1将得出下列结果：
·注意：
–－特殊的字符名ARG1－ARG9和AR10－AR99仅仅是局部参数，仅仅在该宏中有效。
·一旦宏运行结束后并返回ANSYS主程序，它们将无意义。
·避免在模型的其它地方应用这些名称。
–－无论何时应用参数时，一定通过在宏中包含注释来描述它们的意义。
例如，下面在宏totvolume.mac的开始处的注释是非常有用的。
！Macro TOTVOLUME.MAC to calculate total volume of elements
!Usage: TOTVOLUME,TYPE.valid only in POST1 after a solve
!TYPE=valid element type number
esel,s type,,arg1
…
…
C. 分支
·通过应用IF－THEN－ELSE结构，在只有一定的条件满足的情况下，你可以运行一个命令或命令块。
·在*IF 和*ELSEIF命令中，可以运用AND，OR ，或XOR 比较符。
–IF,A,EQ,B,AND,C,GT,D,THEN
·分枝以*IF开始和*ENDIF结束。*ELSEIF和*ELSE在它们中也可以使用：
*if,x,eq,y,then
,,,,,,
,,,,,,
*elseif,x,eq,z,then
,,,,,,
*else
,,,,,,
,,,,,,
*endif
·例如，你可以在宏totvolume.mac中增加if-test来测试输入的变量是的有效性：
*if,arg1,lt,1,then!如果ARG1小于1
*msg,warn！发出一个警告
Element type number must be 1 or greater！退出宏
/eof
esel,s,type,,arg1 ！选择所有确定类型的单元
etable,volume,volu！建立单元表
ssum！求解单元表数据总和
…
·发出totvolume,-1将得出下列结果：
D. 循环
·DO循环允许执行一个命令块数次。
·实际上在DO循环中对其中包含什么内容没有限制。你可以包含任何ANSYS命令――包括前处理，求解和处理――这是在条件允许的情况下。
·*DO开始循环，＊ENDDO结束循环。
－你可以用＊EXIT（退出循环）和＊CYCLE（跳到DO循环末）控制循环。
－EXITT和CYCLE也可以根据if-test的结果来执行。
·作为一个例子，我们通过加入DO循环来扩展宏totvolume.mac，计算所有单元类型并将它们各的体积保存在数组参数中。
! --Macro TOTVOLUME.MAC to calculate total element volume.
! --Usage: Issue TOTVOLUME in POST1 after a solution.
! --Result:
! --a) evolume(i) = total volume for element type i
! --b) totvol= grand total volume
!
*get,numtypes,etype,,num,count! Get number of element types
*dim,evolume,array,numtypes! Open a numtypesx 1 array
*do,i,1,numtypes! For i = 1 -numtypes...
esel,s,type,,i! Select elements of type i
etable,volume,volu! Store volume in element table
ssum! Sum element table items
*get,totvol,ssum,,item,volume! totvol= sum of ‘volume’
evolume(i) = totvol! Store totvolin evolume(i)
*enddo! End of do-loop
*vscfun,totvol,sum,evolume(i)! totvol= grand total volume
esel,all! Activate full set of elements
E.一般注意事项
·建立短小且简单的宏。
·当创建宏的时候，可以在ANSYS命令窗口中剪切并粘贴命令来检测这些命令的顺序是否正确。
·运用注释来描述意图或期望的执行结果。
·在自己的目录中保存你自己的宏。
·在ANSYS＿MACROLIB环境变量目录中保存那些任何人都可以进入的宏。
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