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2004 4 5 1 第八讲 高级分析技术初步 2 2004 4 5 一 子模型 目的 子模型是得到模型部分区域中更加精确解的有限单元技术 在有限元分析中往往出现这种情况 即对于用户关心的区域 如应力集中区域 网格太疏不能得到满意的结果 而对于这些区域之外的部分 网格密度已经足够了 3 2004 4 5 子模型方法又称为切割边界位移法或特定边界位移法 切割边界就是将子模型从网格划分较粗的总体模型分割开的边界 总体模型切割边界的计算位移值就是子模型的边界条件 在ANSYS中 子模型方法只对实体单元和壳单元有效 在ANSYS中 子模型方法不仅仅可应用于结构分析中 还可以应用于其他分析中 如在电磁分析中 可以使用子模型计算感兴趣区域的电磁力 注意 使用子模型方法时 为了满足圣文南原理 应保证切割边界远离在模型中所分析研究的区域 4 2004 4 5 使用子模型的注意事项 只对体单元和壳单元有效 分析模型中可以有其他单元类型 如梁单元作为加强筋 子模型的原理要求切割边界应远离应力集中区域 粗糙模型和子模型应该使用不同的文件名 有限元网格必须细化到足以得到较合理的位移解 因为子模型的结果是根据切割边界的位移解插值得到的 要将粗糙模型上所有其他载荷和边界条件复制到子模型上 5 2004 4 5 子模型分析的步骤 生成并分析较粗糙的模型 生成子模型 提供切割边界插值 分析子模型 验证切割边界和应力集中区域的距离应足够远 6 2004 4 5 7 2004 4 5 子模型分析实例 如图所示 中心有圆孔的正方形单边固结板 受均布拉伸荷载q 10kN m作用 几何尺寸 d 0 2m L 2 0m 板厚t 0 02m 材料特性 弹性模量E 2 0E8 泊松比v 0 3 8 2004 4 5 APDL是ANSYS程序设计语言 ANSYSParametricDesignLanguage 二 APDL 9 2004 4 5 你可以经常通过定义缩写将ANSYS函数或宏加到工具条 缩写 小于8个字符 是ANSYS命令 图形函数命令或宏名的别名 ANSYS程序提供两种使用缩写的方法 你可以使用命令行的开始几个字符作为缩写 输入缩写 也可以使用ANSYS图形用户界面来执行 一 工具栏 10 2004 4 5 不必申明变量类型 所有数值型变量均为双精度型 变量的缺省值为微量近似约为2E 100 APDL提供了多种数组变量类型 数值型 字符型 表格型 一种特殊的数值型 能够自动插值 变量名必须以字母开头 只能包含字母 数字 下划线 不能大于八个字符 命名变量时 避免使用ANSYS标签相同的参量以从ARG1到ARG9以及从AR10到AR29等参量是局部参量 或称虚参 用于宏命令中 不推荐用这些参量 参量名不应与 ABBR命令定义的相同 以下划线 开头的参量名用于GUI和ANSYS支持的宏 强烈推荐不用这些参量 二 变量 11 2004 4 5 可以用 SET命令定义参量 如 SET ABC 24 SET QR 2 07E11 SET XORY ABC SET CRAR CASE1 定义参量的最简单的方法是用 命令 命令格式 Name Value 如ABC 24 QR 2 07E11 XORY ABC CRAR CASE1 图形用户界面Utility Menu Parameters ScalarParameters中可以直接使用 如果你在启动时定义了大量的变量 在start5x ans文件中定义 或其他独立的文件 通过 INPUT命令输入 是非常方便的 赋ANSYS支持值给参量 用 GET命令 对于很多项目 你可以用内联get函数来替换 GET命令 Get函数返回一个项目的值并直接使用在当前的操作中 定义变量 12 2004 4 5 参数表达式涉及加 减 乘等操作 如 X A B P R2 R1 2 D B E 2 4 A C 变量表达式 13 2004 4 5 变量函数 14 2004 4 5 除了变量 单值 你可以定义数组 多值 数组可以为 一维 单列 二维 行和列 三维 行 列和面 数组类型有三种 ARRAY CHAR TABLE 其中TABLE数组参量有数字组成 不同之处在于它允许数组参量值之间进行线性插值 而且j 0列 通常由行号i 1 n组成 可以以单调递增的方式增加 数组变量 15 2004 4 5 矢量操作是一组简单的操作 加 减 sin cos 点积 叉积等 DO循环可以做这些操作 但是最方便的就是用矢量操作命令 VOPER VFUN VSCFUN VITRP VFILL VREAD和 VGET 这些命令只有 VREAD和 VWRITE对字符数组有效 矩阵操作 MOPER MFUN MFOURI 矢量和矩阵操作设置 VCUM VABS VFACT VCOL VSTAT VLEN VMASK 数组变量的操作 16 2004 4 5 除了变量 单值 你可以定义数组 多值 数组可以为 一维 单列 二维 行和列 三维 行 列和面 数组类型有三种 ARRAY CHAR TABLE 其中TABLE数组参量有数字组成 不同之处在于它允许数组参量值之间进行线性插值 而且j 0列 通常由行号i 1 n组成 可以以单调递增的方式增加 数组变量 17 2004 4 5 你可以录制一系列命令成宏文件 有时称为命令文件 建立宏是你有限的建立指定一ANSYS命令 你还可以建立嵌套宏 嵌套深度可达20层 三 宏语言 18 2004 4 5 宏名命名规则 宏不应该与现存的ANSYS命令同名 命名规则 文件名不能超过32个字符 文件名不能一数字开头 文件扩展名不能超过8个字符 执行的宏扩展名为 mac 文件名和扩展名不包含空格 文件名和扩展名不能包含文件系统或本计算机系统禁止的字符 19 2004 4 5 缺省 ANSYS在下列通道搜索用户宏 mac ANSYSnn docu目录 可以使用 PSEARCH命令设置目录指定的 目录 在环境变量指定目录后 逻辑目录之前 当前目录 宏搜索通道 20 2004 4 5 1 使用 CREATE 2 使用 CFWRITE 3 使用 TEE 4 使用UtilityMenu Macro CreateMacro菜单 5 用文本编辑器建立宏 建立宏 21 2004 4 5 APDL提供两组特殊命名的标量变量 它可用作局部变量 为 一组通过命令行传递的标量变量 一组宏内部使用的标量变量 1 传递变量给宏 总共有19个 从ARG1到AR19 2 宏内的局部变量 每一个宏有最多79个宏内局部变量 从AR20到AR99 3 宏外的局部变量 ANSYS而且有一组ARG1到AR99的标量变量 它位于一输入文件 并不通过任何宏 这样 一旦宏执行完成 ARG1到AR99的值将转向输入文件的定义的值 宏的局部变量 22 2004 4 5 无条件分支 Goto示例 GO BRANCH1 Thisblockofcommandsisskipped notexecuted BRANCH1 条件分支 IF IF命令格式 IF VAL1 Oper VAL2 Base IF ELSEIF ELSE和 ENDIF构成if then else结构 重复命令 REPEAT命令Do循环 四 APDL程序流的控制 23 2004 4 5 用单参量值提示用户 ASK命令对话框的提示用户 MULTIPRO命令使用宏来显示自己的信息 MSG命令建立和维持状态栏 ABSET命令 五 图形界面程序设计 24 2004 4 5 在加密宏之前 你首先得象往常一样调试宏