ANSYS中的参数化建模方法研究

1、机械 2008年第3期 总第35卷 设计与研究 ·21·收稿日期:2007-11-05 基金项目:于建伟(1981-,女,河北廊坊人,北京邮电大学硕士研究生,主要研究方向为系统辨识与智能控制技术。ANSYS 中的参数化建模方法研究于建伟,刘晓平(北京邮电大学 自动化学院,北京 100876摘要:APDL 语言类似FORTRAN 的解释性语言,可提供一般程序语言的功能,并提供简单界面定制功能。以混凝土梁为例子探讨了在ANSYS 中用APDL 进行参数化建模的方法。介绍了初始化系统、定义参数并赋值、进入前处理器利用参数创建几何模型等创建参数化有限元模型的步骤,并命令了流程序。参

2、数化建模后,只需要修改参数即可完成整个模型的修改,大大提高了效率。 关键词:ANSYS ;APDL ;参数化建模中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:1006-0316(200803-0021-02Parametric modeling method in ANSYSYU Jian-wei ,LIU Xiao-ping(Automation School Beijing University of Posts and Telecommunications ,Beijing 100876,China Abstract :APDL language similar to the exp

3、lanatory language FORTRAN, you can provide the function of a general programming language, and to provide a simple interface customization capabilities. For example,the concrete beams, to explore the use of ANSYS APDL parameter modeling method. Introduced a system initialization, the definition and

4、assignment parameters, the parameters of the top processors use to create geometric model parameters such as the creation of finite element model of the steps and the order flow process. After the parametric modeling, the parameters can only be amended upon completion of the model changes, greatly i

5、mproving the efficiency. Key words :ANSYS ;APDL ;parametric modeling在1956年飞机由螺旋桨式转变为喷气式,为了对高速飞行的喷气式飞机的振动性能进行高精度的分析,波音公司的技术人员开发了一种划时代的方法。这种方法是将构成机翼的金属板,分割成小的三角形,然后用简单的数学式近似地描述各三角形翼板的特性。最后将三角形翼板组合起来,建立描述记忆整体特性的矩阵方程式,并在计算机上加以解析。由这种方法发展成了当今非常普及的有限元方法1。要对一个物体进行有限元分析,首先要在有限元分析软件中建立实体模型。然后对其进行网格划分和求解等。在现代社

6、会中,随着生活节奏的加快,人们对各种事物都要求解决方法的快速性。同样,有限元建模也不例外。由于在有限元分析软件ANSYS 中进行建模比较复杂,因此对于快速性建模这一要求更加迫切。在ANSYS 中进行参数化建模,当修改模型时,只需要修改参数即可,其他并不需要改动就可完成整个模型的修改,大大提高了模型修改的效率。1 APDL 语言功能简介2APDL 是ANSYS Parametric Design Language 的缩写,即ANSYS 参数化设计语言,它是一种类似FORTRAN 的解释性语言,提供一般程序语言的功能,如参数、宏、标量、向量及矩阵运算、分支、循环、重复以及访问ANSYS 有限元数据

7、库等,另外还提供简单界面定制功能,实现参数交互输入、消息机制、界面驱动和运用应用程序等。2 在ANSYS 中用APDL 建立模型下面通过混凝土梁的参数化建模程序,演示一·22· 设计与研究 机械2008年第3期 总第35卷个参数化有限元模型的建立过程。混凝土梁的初始参数为:L=100(混凝土梁的长,B=20(混凝土梁的宽,H=5(混凝土梁的厚,R=2.5(孔的半径, X1=10(第一个孔的横坐标,Y1=10(第一个孔的纵坐标,X2=90(第二个孔的横坐标,Y2=10(第二个孔的纵坐标2.1 创建参数化有限元模型的步骤2(1首先初始化ANSYS系统。一般执行FINISH,/C

8、LEAR,/FILNAM和/TITLE等命令清除内存,开始新分析,指定工作文件名和标题。(2定义参数并赋值。这是参数化创建几何模型的关键步骤,一般必须在进入前处理器之前把需要的几何尺寸参数全部定义好,这样便于管理和修改参数赋值,不会导致混乱。(3进入前处理器利用参数创建几何模型。注意:创建几何对象时一定要利用参数名作为几何尺寸进行输入,不可用参数值进行输入,否则几何尺寸固定不变,就不是一个参数化建模程序;另外,尽量采用人工控制编号的方法创建几何对象,并配合组件进行操作处理,如布尔运算、复制、移动、镜像等。2.2 命令流程序按上述初始化定义参数状态下的参数化建模命令流程序:FINISH/CLEA

9、R/FILNAME,beam,0/TITLE,Beam ModelingFINISH/PREP7*SET,L,100 !混凝土梁的长*SET,B,20 !混凝土梁的宽*SET,H,5 !混凝土梁的厚*SET,R,2.5 !孔的半径*SET,X1,10 !第一个孔的横坐标*SET,Y1,10 !第一个孔的纵坐标*SET,X2,90 !第二个孔的横坐标*SET,Y2,10 !第二个孔的纵坐标BLOCK,0,L,0,B,0,H,CYL4,X1,Y1,R, , , ,HCYL4,X2,Y2,R, , , ,HFLST,3,2,6,ORDE,2FITEM,3,2FITEM,3,-3VSBV, 1,P51

10、X3 结束语本文运用ANSYS的高级分析语言APDL对混凝土梁进行参数化建模,可通过对混凝土梁的参数进行修改,从而得到不同大小、厚度和孔的位置、大小的混凝土梁,提高了建模效率,本文对ANSYS 和APDL的学习和使用有很好的借鉴意义。参考文献:1刘昌祺,臧锁海,刘执中. CAD/CAM/CAE基础M. 北京:机械工业出版社,1991.2博弈创作室. APDL参数化有限元分析技术及其应用实例M. 北京:中国水利水电出版社,2004.(上接第12页性极限载荷随缺陷半径的变化较小,如缺陷深度为2 mm时,缺陷半径从2 mm增大到10 mm,其对应塑性极限载荷的变化值为1.55 MPa,是无缺陷弯管塑性极限载荷的5.8%,缺陷可忽略不计。当缺陷深度大于2 mm,极限载荷随随深度的增加而减小,且减小趋势越来越明显。3 结论(1含缺陷弯管的最大misses等效应力发生在缺陷底部中心处,应力集中区域较小,失效模式为局部失效。(2含点蚀缺陷弯管的塑性极限载荷随缺陷半径和深度的增大而减小。但当缺陷深度不大于2 mm 时,缺陷可忽略不计。参考文献:1林冠发,白真全,舒欣,等. 模拟点蚀油气管线钢的拉伸性能.钢铁研究学报J. 2005,17(6:63-66.2王岩. 含局部减薄弯管塑性极限载荷工程计算方法研究D. 北京化工大学硕士学位论文,2003,5.3段志祥,沈士明.