利用ansysAPDL进行优化设计的例子
利用ansys APDL 进行优化设计的例子
一、问题描述：
约束条件；1.总应力不超过"max
2, 梁的变形不超过8m*
3, 梁的高度不超过hm^x
目标函数：使梁的重量最小
二、分析文件的APDL语句及注释：（可把该文件拷贝到一个文本文件，作为ansys的分析文件。）
!第一步，初始化ANSYS系统环境
FINISH
/CLEAR
/filename,BeamOpt
!第二步，定义参数化设计变量
B=1.4 !初始化宽度
H=3.8 !初始化高度
!第三步，利用参数创建有限元模型
/PREP7 !进入前处理
ET,1,BEAM3 !定义单元类型为BEAM3
AREA=B*H !梁的截面积
ETABLE,SMAX_I,NMISC,1 !每个单元I 节点处应力的最大值
ETABLE,SMAX_J,NMISC,3 !每个单元J 节点处应力的最大值
!绕Z 轴的转动惯量
FILL
E,1,2
EGEN,10,1,-1 FINISH !第四步，执行求解 /SOLU
ANTYPE,STATIC
D,1,UX,0,,11,10,UY
SFBEAM,ALL,1,PRES,20 !
施加压力（单位长度上的负荷） =20
SOLVE
FINISH
!第五步，进入后处理并创建状态变量与目标变量 /POST1
SET,,,,
!对单元表求和 *GET,VOLUME,SSUM,,ITEM,VOLU ! 得到总的体积
ESORT,ETAB,SMAX_I,,1
!按照单元SMAX_I 的绝对值大小排序 *GET,SMAXI,SORT,,MAX
!参数 SMAXI=SMAX_I 中的最大值 ESORT,ETAB,SMAX_J,,1
!按照单元SMAX_J 的绝对值大小排序 *GET,SMAXJ,SORT,,MAX !参数 SMAXJ=SMAX_J 中的最大值
R,1,AREA,IZZ,H !定义单元实常数，以设计变量表示 MP,EX,1,30E6 MP,PRXY,1,0.3
N,1
!创建节点1 N,11,120
!创建节点11NSORT,U,Y !以Uy 为基准对节点排序 *GET,DMAX,SORT,,MAX !参数DMAX=最大位移
ETABLE,VOLU,VOLU !VOLU=每个单元的体积
SSUM
SMAX=SMAXI>SMAXJ !找到最大的应力
FINISH
三、优化过程的菜单方式实现
1、
1、读入分析文件进行分析：
2、进入。p£ (/opt)
3、指定优化分析文件，0 RAN L； BE AM1； IN P-；'
!3 Preferences
S PreprocMwr
S Sofcitkmi
S General Postpnoc p) TimeHfrf Postpra El T
设计变量有两个：B和H
4、定义设计变
量（Q・
5 S Pre-lerencH 0) PtrprocMwr Q Sohitioii 岳GfflCfal PMtipHM 国Portpro B TopoHogiuJI Opt 田ROH Tool B D«ugn Opt B 3gFUe B f rratr EJ M EF ____________ H Wte VA Fiiibk1% 5、定义状态变量(-0J □ Frc S Prrprombwr B Solution E Pimtpr&c ® TwieiMt Fwtpro g TofelogEk^l Opt 厨ROM T* 曰DeugnCM 0 Analys^i Hftr 昌匚m盹 £3 B OCTsm V^TM U CT 就土vsrmxw Qjiwtly Deemed %ai« Vahgblet: PflraiMSflr VAie ir_ 1 Ta^ranoa 0FV明｝Em i令富电V B M MAME PnHKf«r name MunKim jMjmuiniu Add -dutiMi Ogt Hl Time Stdlb ♦twin ^(Mor IB J I MIN Iffrlmi 蛔*m】 MAX Itopec hit bHtwwne) TOLER F ee±biiiy tolerBnce 6、定义目标函数变量 ANSYSMan Menu S PrHerencet S Preprocessor ffi Solution E) General Pcxtproc E) TimeHtut Postpro S Topotogical Opt S ROM Tool B Des^nOpt S A M I VM% File S Create B Assign B Design Vanabtrs Q St^te Vartable% 7、设置优化设计总体控制选项 ■ 1、指定优化数据的存贮文件名，一般缺省即可(jobname.opt) . 2、控制读取文件的方式(OPLOOP) . Read From：缺省为First line,表示从分析文件的第一行开始读取；Fist/PREP7:表示从第一个/PREP7命令开始读取。 如果设置为Fist Line,则每次循环开始时初始化ansys环境，相当于反复重新分析，没有执行优化分析。 ■ 3、指定是否存储优化设计计算过程中的详细信息； Suppress Detail；表示不存储任何信息 Detailed Summary：表示存储所有详细信息 List All Designs：表示存储所有的优化设计序列的详 细列表信息 . 4、存储数据库和结果_ Save databasc+result：设置为Do not save表示不存储 o Save表示存储（建议采用）。s &选择优化方法 在本例中需要分别采用两种方法进行优化设计： 1 ）首先选用子问题（sub-problem ）优化 方法，设置迭代30次，获得7个可行性优化结果；2）再次基础上进行扫描法优化 (DV-sweep )，选择BEST Design opt , NSPS 中填入5. 9,执行优化分析 E Preferences E Pncproc«wr 0 SohjtHMi G GeMral Pgtpruc 回Tlfn#HKt Pt>4tpM 国T opological Opt E ROH Tool 曰D<-Mgn Opt 曰An^ty^H Hie 3 Create 13 Assign H DeMgn VAnabhft t3 SL*l# V^n^bln B Objrclrvt S3 匚oMeh g ^cthod/Twl □z: 优化过程的apdl ,命令流: finish /INPUT,'BEAM','INP',',,0 /OPT OPCLR OPANL,'BEAM','INP',” !声明优化变量 OPVAR,B,DV,0.5,16.5 旧和H为设计变量 OPVAR,H,DV,0.5,8 OPVAR,DMAX,SV,-0.1,0 !DMAX和SMAX为状态变量OPVAR,SMAX,SV,0,20000 OPVAR,VOLUME,OBJ !VOLUME 为目标函数OPDATA,,, OPLOOP,PREP,PROC,ALL OPPRNT,ON OPKEEP,ON !选择子问题法进行第一次优化计算 OPTYPE,SUBP !子问题法 OPSUBP,30,7 , !最大迭代次数 OPEXE !执行优化循环 !选择扫描法进行第二次优化分析 OPTYPE,SWEEP !dv sweep 扫描法OPSWEEP,BEST,5 !最佳设计序列，5次评估OPEXE !执行优化分析 本文的研究对象为四缸发动机中的缸体，利用软件Mechanical APDL（ANSYS 14.0）对缸体的结构进行有限元分析，对缸体分别进行了静态力学分析，模态分析，瞬态热力学分析。为机架的结构优化设计提供理论依据。 主要内容包括： 用Pro/e打开四缸发动机的装配图和缸体零件图，如下图1-1，1-2所示。 图1-1 四缸发动机装配图 图1-2 缸体的零件图 将proe里面的文件格式保存为igs实体格式。并导入ANSYS中。拾取菜单Utility Meun -- file -- import -- IGES。弹出如图1-3对话框。单击ok，选择导入的路径如下图1-4，选择好文件以后开始导入。 图1-3 导入图形对话框图1-4 选择所要导入的文件 定义单元类型：拾取菜单栏Main Menu -- Preprocessor -- Element Type -- Add/Edit/Delete。如图1-5所示，单机Add按钮，在弹出的对话框，选择单元类型。在左侧列表中选Solid，在右侧列表中选20 node 186。 命令：ET，1，Solid186 图1-5 定义单元类型 定义材料属性：拾取菜单Main Menu -- Preprocessor -- Material Props -- Material Models 如图1-6所示，在右侧列表中依次拾取“Structural”、“Linear”、“Elastic”、“Isotropic”，在弹出的对话框中，在“EX”文本中输入2e11（弹性模量），在“PRXY”文本框中输入0.3（泊松比），单击ok按钮。再拾取右侧列表中“Structural”下“Density”，在弹出的对话框中，在“DENS”文本框中输入7800（密度），单机ok按钮。 命令：MP，EX，1，2e11 MP，PRXY，1，0.3 MP，DENS，1，7800 图1-6 定义材料属性 ansys apdl实例 ANSYS Parametric Design Language (APDL) 是一种强大的编程语言，用于创建复杂的有限元分析模型和执行高级分析任务。下面是一个使用APDL 的案例，展示了 如何使用它进行结构分析： 案例描述： 有一个悬臂梁，承受固定端部的垂直集中载荷。要求使用APDL 建立模型，分析在 不同集中载荷作用下悬臂梁的位移。 1.创建模型： 首先，使用APDL 创建悬臂梁的几何模型。可以使用命令流来完成，例如： bash复制代码 /prep7 BLC4,0,0,1,1 MP,EX,1,200000 MP,PRXY,1,0.3 MAT1,1 VMESH,ALL /solu 这段代码使用了ANSYS 的标准前处理命令，创建了一个四边形薄片（BLC4），定义了材料属性（弹性模量MP,EX 和泊松比MP,PRXY），然后对模型进行网格划分（VMESH,ALL）。 2. 施加载荷和边界条件： 在模型创建完成后，需要施加载荷和边界条件。假设在固定端部施加垂直集中载荷，可以使用以下命令： bash复制代码 /solu F,1,FY,-1000 S,1,UY,0.0 这段代码在固定端部施加了垂直向下大小为1000 N 的集中载荷（F,1,FY,-1000），并约束了该端的垂直位移（S,1,UY,0.0）。 3. 进行求解： 完成载荷和边界条件的设置后，可以进行求解。使用以下命令：bash复制代码 /solu SOLVE 4.结果后处理： 求解完成后，需要查看和分析结果。可以使用以下命令： bash复制代码 /post1 PLDISP,2 FINISH 这段代码显示了悬臂梁的位移等值线（PLDISP,2）。 在开始介绍前，有必要强调一下NamedSelection，因为这使得在APDL中选上几何部分(点线面体)成为可能，而在APDL中往往只对结构的一部分施加作用。NamedSelection相当于Classic中的CM命令。但在WB中只会生成节点跟单元的集合。到底是节点还是单元集合示情况而定。比如NamedSlection是一个体，则肯定是单元集合。NamedSlection是某个体上的一个面，则是节点集合，但是如果NamedSlection是壳结构上的一个面，则是单元集合。在Geometry和Contact下插入APDL是相对于Classic中的/PREP7环境。我们在输入APDL 时可以不用以/PREP7开头。 Enviornemnt下的APDL则对于/SOLU环境。如果我们需要/PREP7下的命令，可以先转换，千万别忘了转回/SOLU。通常如下 /PERP7 。。。 fini /SOLU Solution下的APDL相对于/POST1环境。但也可以调用时间历程后处理。但千万不能忘记转回/POST1，并确信是你所需要的荷载步。比如 /POST26 ... fini /POST1 set,last 上面的最后一个命令也可以写成"set,near,,,0.1" 这个WB就会给出时间为0.1时的结果（如果已经存储的话）。 Geometry下的APDL 在结构不同的部分下我们可以插入不同的APDL。而插入的APDL只会对相对应的部分有影响。 我们可以通过变量matid来定义WB没有的材料模型。matid是材料代码，也可以是单元类型代码。下图给出的例子定义了一种各向异性的超弹性材料。 当然我们也可以不用WB默认的单元而改用某中特殊的单元。前提是改用的单元的自由度必须跟WB默认单元的自由一致。 Contact下的APDL 在Classic中ANSYS对接触分析提供了复杂全面的控制，但很多控制在WB中不能直接实现，只能通过APDL. 正如同在Geometry下的APDL, 不同接触对下的APDL只会对相对应的接触对起作用。 变量cid是contact element的单元代码，同时也是接触对实常数的代码。变量tid是target element的单元代码。如果是对称接触，tid也是接触对实常数的代码。 在下面的例子中，对于壳的接触，默认的中面接触被改成考虑厚度。 Enviornment下的APDL 几乎所有跟几何体和接触无关的APDL都可以包含在Enviornment下。比如——施加特殊荷载 ——结果输出控制 ——分析控制，类型，子步，不长等 ——子结构（正好做过一个分析，过几天发上来） 如果需用到/PREP7下的命令，千万不能忘转回/SOLU 这里只给出一个简单的例子，保存各个荷载步的结果，以便在/POST26中使用 10.1有限元模型的建立/TITLE，3D analysis on shield tunnel in Metro ! 确定分析标题/NOPR !菜单过滤设置 /PMETH，OFF，0 KEYW，PR_SET，1 KEYW，PR_STRUC，1 !保留结构分析部分菜单 /COM， /COM，Preferences for GUI filtering have been set to display: /COM，Structural 1．材料、实常数和单元类型定义 /clear !更新数据库 /prep7 !进入前处理器 et,1,solid45 !设置单元类型 et,2,mesh200,6 save !保持数据 （2）定义模型中的材料参数。 !土体材料参数 mp,ex,1,3.94e6 !地表层土弹性模量 mp,prxy,1,0.35 !地表层土泊松比 mp,dens,1,1828 !地表层土密度 mp,ex,2,20.6e6 !盾构隧道所在地层参数 mp,prxy,2,0.30 mp,dens,2,2160 mp,ex,3,500e6 !基岩地层参数 mp,prxy,3,0.33 mp,dens,3,2160 !管片材料参数，管片衬砌按各向同性计算 mp,ex,4,27.6e9 !管片衬砌弹性模量 mp,prxy,4,0.2 !管片衬砌泊松比 mp,dens,4,2500 !管片衬砌密度 !注浆层，参数按水泥土取值 mp,ex,5,1e9 !注浆层弹性模量 mp,prxy,5,0.2 !注浆层泊松比 mp,dens,5,2100 !注浆层密度 save !保持数据 第1章大型有限元软件ANSYS简介2 2．建立平面内模型并划分单元 （1）在隧道中心线定义局部坐标，便于后来的实体选取。 local,11,0,0,0,0 !局部笛卡儿坐标 local,12,1,0,0,0 !局部极坐标 csys,11 !将当前坐标转换为局部坐标 wpcsys,-1 !同时将工作平面转换到局坐标 cyl4,,,,,2.7,90 !画部分圆半径为2.7 cyl4,0,0,2.7,0,3,90 !画管片层部分圆 cyl4,0,0,3,0,3.2,90 !画注浆层部分圆 rectng,0,4.5,0,4.5 !画外边界矩形 aovlap,all !做面递加 nummrg,all !合并所有元素 numcmp,all !压缩所有元素编号 rectng,4.5,31.5,0,4.5 !画矩形面 nummrg,all !合并所有元素 numcmp,all !压缩所有元素编号 save !保持数据 （2）划分单元，如图10-1所示。 meshkey,1 !选择划分方式为映射划分 type,2 !采用Mesh 200进行平面内的单元划分 lesize,1,,,6 !对线设置单元数 lesize,2,,,6 lesize,3,,,6 amesh,1 !对面1划分单元 lesize,4,,,6 !对线设置单元数 lesize,8,,,2 lesize,9,,,2 amesh,2 !对面2划分单元 lesize,5,,,6 !对线设置单元数 lesize,10,,,1 lesize,11,,,1 amesh,3 !对面3划分单元 lesize,12,,,3 !对线设置单元数 lesize,13,,,3 lesize,6,,,3 lesize,7,,,3 lesize,14,,,8,2 lesize,16,,,8,0.5 amap,4,7,6,8,10 !对面4采用MAP方式划分单元 amap,5,9,8,11,12 !对面4采用MAP方式划分单元 save !保持数据 （3）利用对称性划分单元得到下半部分模型，如图10-2所示。 filename,contact_thermal /title,contact_thermal example /prep7 et,1,13,4,,1! 选择直接耦合单元PLANE13，单元自由度为ux,uy,temp ! 定义为轴对称et,2,48! 定义结构接触单元 keyopt,2,1,1! 设定接触单元的相应选项 keyopt,2,2,1 keyopt,2,7,1 r,2,2e11,0,0.0001,,,0.1! 定义接触单元实常数 mp,ex,1,2e11! 定义管材结构及热属性 mp,alpx,1,5e-5 mp,kxx,1,10 mp,dens,1,7880 mp,c,1,500 rect,0.11,0.12,0,0.02! 建模 rect,0.121,0.131,0,0.02 amesh,all nsel,s,loc,x,0.11! 将内管内壁的X方向位移及温度耦合 cp,1,ux,all cp,2,temp,all nsel,s,loc,x,0.12! 将内管外壁的X方向位移及温度耦合 cp,3,ux,all cp,4,temp,all nsel,s.loc,x,0.121! 将外管内壁的X方向位移及温度耦合 cp,5,ux,all cp,6,temp,all nsel,s,loc,x,0.131! 将外管外壁的X方向位移及温度耦合 cp,7,ux,all cp,8,temp,all nsel,s,loc,y,0.02! 将内管顶部节点的Y方向位移及温度耦合 nsel,r,loc,x,0,0.12 cp,9,uy,all nsel,s,loc,y,0.02! 将外管顶部节点的Y方向位移及温度耦合 nsel,r,loc,x,0.121,0.131 cp,10,uy,all nsel,s,loc,x,0.12! 创建接触单元 cm,cont,node nsel,s,loc,x,0.121 cm,targ,node type,2 real,2 gcgen,cont,targ,3 /solu antype,trans! 瞬态分析 tunif,20! 初始平均温度 本文介绍了轮毂的ANSYS APDL命令流建模及模态分析实例相关内容。 ANSYS命令流及注释 五个辐条的轮毂 ! !初始化ANSYS环境 ! FINISH /CLEAR !清空内存 /FILNAM,WHEEL5 !文件名 /TITILE,WHEEL5 PARAMETER MODELING !工作名 ! !定义几何尺寸参数 ! R1=180 R2=157 R3=75 R4=75 R5=30 R6=28 R7=20 R8=90 R9=60 S_HOLE=5 TH1=48 TH2=23 TH3=11 TH4=180 TH5=40 TH6=45 TH7=105 TH8=25 TH9=15 TH10=25 TH11=13 /VIEW,1,1,1,1 !改变视图/ANG,1 /PNUM,LINE,1 /PNUM,AREA,1 /PNUM,VOLU,1 /NUMBER,1 ! !关键点 ! /PREP7 k,1,r5,r7,0 k,2,r4-ky(1),ky(1),0 k,3,r4,0,0 k,4,r1,0,0 k,5,kx(4),th5-th9,0 k,6,r1-th8,ky(5),0 k,7,kx(6),th4/2,0 k,8,kx(7)+th11,ky(7)+th10,0 k,9,kx(8),th4-th3,0 k,10,kx(4),ky(9),0 k,11,kx(4),th4,0 k,12,r2,ky(11),0 k,13,kx(12),ky(8),0 k,14,kx(7)-th3,ky(7),0 k,15,kx(14),th5,0 k,16,r3+r6,ky(15),0 ansys apdl转子动力学计算例子ANSYS APDL是一种广泛使用的工程仿真软件，它可以帮助工程师对复杂的机械系统进行建模、分析和优化。在机械系统中，转子动力学是一个非常重要的部分，因为它对于电力机械和涡轮机械等许多领域的工程应用和设计都有着至关重要的影响。在本文中，我们将讨论如何使用ANSYS APDL进行转子动力学计算的一些例子。 1. 建立转子动力学模型 在进行转子动力学计算之前，我们需要首先建立一个完整的动力学模型。这个模型应该包括转子、轴承、密封、电机等关键部分。在ANSYS APDL中，我们可以使用Multiphysics工具进行建模和分析。Multiphysics工具可以帮助我们将不同的物理场耦合在一起，例如结构、热、电、磁等，并进行模拟计算。 在建模过程中，我们需要考虑到不同的转子部件特性，例如质量、惯性、刚度、阻尼等。同时，我们还需要考虑到轴承和密封的特性，因为它们对于转子运转的稳定性和寿命有着非常大的影响。 2. 确定运动方程 在建立完整的动力学模型之后，我们需要确定运动方程。这些方程可以描述转子在运转过程中的加速度、速度和位移等变化情况。 在ANSYS APDL中，我们可以使用Modal或Transient 分析进行转子动力学计算。Modal分析可以帮助我们确定转子在自然频率下的振动特性。而Transient分析则可以帮助我们模拟转子在运转过程中的动态响应。 3. 执行转子动力学计算 当我们确定了转子动力学模型和运动方程之后，我们就可以执行转子动力学计算了。在ANSYS APDL中，我们可以使用ansys.mechanical.rotorst模块进行转子动力学计算。ansys.mechanical.rotorst模块可以模拟转子在运转过程中的动态响应，并计算转子的振动、应力和变形等参数。 在执行转子动力学计算之前，我们需要输入各种参数和条件。例如，我们需要设置转子的转速、工作条件、轴承特性、密封特性等。在计算过程中，我们可以根据需要随时修改这些参数和条件，以便进行模拟计算。 4. 分析计算结果 在执行转子动力学计算之后，我们需要对计算结果进行分析。这些结果可以帮助我们评估转子在运转过程中的稳定性、寿命和可靠性等。 在ANSYS APDL中，我们可以使用Postprocessing工具进行结果分析。Postprocessing工具可以帮助我们可视化转子的振动、应力和变形等参数，以便帮助我们理解计 怎么给ANSYS 中模型的不同部分定义材料属性? 优质解答 选定需要修改材料属性的单元,然后按下述顺序找到GUI 命令： preprocessor--modeling--move/modify--element--modify Attrib 在出现的对话框中选择需要修改的属性,可以修改很多属性的. 选定修改材料属性的单元后,也可以使用EMODIF 命令修改： EMODIF命令的使用请参考ANSYS使用帮助. 用英文软件,正好可以锻炼一下E文,呵呵 EMODIF EMODIF, IEL, STLOC, I1, I2, I3, I4, I5, I6, I7, I8 Modifies a previously defined element. PREP7: Elements MP ME ST PR PRN FL EM EH DY PP EME MFS IEL Modify nodes and/or attributes for element number IEL. If ALL, modify all selected elements [ESEL]. If IEL = P, graphical picking is enabled and all remaining command fields are ignore d (valid only in the GUI). A component name may also be substituted for IEL. STLOC Starting location (n) of first node to be modified or the attribute label. If n, modify elem ent node positions n, n+1, etc. (n = 1 to 20). For example, if STLOC = 1, I1 refers to the f irst node, I2, the second, etc. If STLOC = 9, I1 refers to the ninth node, I2, the tenth, et c. Attributes are also modified to the currently specified values (use -n to modify only nod es and not attributes). If zero, modify only the attributes to the currently specified value s. If MAT, TYPE, REAL, ESYS, or SECNUM, modify only that attribute to the I1 value. I1, I2, I3, . . . , I8 Replace the previous node numbers assigned to this element with these corresponding values. A (blank) retains the previous value (except in the I1 field, which resets the STLOC node nu mber to zero). For attributes, replace the existing value with the I1 value (or the default if I1 is zero or blank). apdl 曲面均布载荷 全文共四篇示例，供读者参考 第一篇示例： APDL曲面均布载荷是一种常见的结构工程分析方法，它可以帮助工程师在设计中更好地理解和控制材料的承载能力。在本文中，我们 将深入探讨APDL曲面均布载荷的概念、应用和优势，并提供一些实际案例来说明其重要性。 让我们从概念入手，简单介绍一下APDL曲面均布载荷。在工程领域，载荷是指作用在结构上的外力或外力引起的应力分布。在设计过 程中，我们通常需要考虑结构能够承受的最大载荷，以确保结构的安 全性和稳定性。而曲面均布载荷则是一种特殊的载荷形式，它是均匀 作用在结构表面上的载荷，能够模拟实际工程中常见的荷载情况。 APDL（Ansys Parametric Design Language）是一种用于有限元分析的编程语言，可以帮助工程师对结构进行建模、分析和优化。 通过编写APDL指令，工程师可以模拟各种复杂的载荷和边界条件，实现对结构的精确控制和分析。在使用APDL进行曲面均布载荷分析时，工程师可以通过定义载荷的大小、方向和分布方式来模拟实际工程中 的荷载情况，从而评估结构的受力情况和承载能力。 曲面均布载荷在工程设计中有着广泛的应用。在建筑结构设计中，曲面均布载荷可以模拟风荷载、雪荷载等外部载荷，帮助工程师评估 建筑结构的抗风抗雪能力。在机械工程设计中，曲面均布载荷可以模 拟机械零件受到的均匀载荷，帮助工程师评估零件的强度和刚度。曲 面均布载荷可以帮助工程师更好地分析结构的受力情况，从而提高结 构的安全性和稳定性。 除了在理论上的应用外，曲面均布载荷在实际工程案例中也发挥 着重要作用。以建筑结构设计为例，当设计师设计一座高层建筑时， 需要考虑建筑在受到风荷载时的承载能力。通过使用APDL进行曲面均布载荷分析，设计师可以模拟不同风速下建筑受到的风载荷，并根据 分析结果优化建筑结构，确保建筑在各种复杂的外部荷载下仍能安全 稳定地运行。 在工程实践中，APDL曲面均布载荷的优势也得到了工程师的一致认可。APDL可以精确地模拟曲面均布载荷，帮助工程师更准确地评估结构的承载能力。APDL可以灵活地调整载荷的大小和分布方式，满足不同工程设计的需求。APDL支持多种结构材料和载荷类型的分析，可以适用于各种工程领域的设计和分析需求。 第二篇示例： APDL是有限元预处理器，它可用于进行结构动力学分析、热分析、热机耦合分析等仿真。在进行结构有限元分析时，经常需要在曲面上 施加均布载荷。本文将介绍如何使用APDL来实现曲面均布载荷的施加。 利用ansys APDL进行优化设计的例子 一、问题描述： 二、分析文件的APDL语句及注释：（可把该文件拷贝到一个文本文件，作为ansys的分析文件。） !第一步，初始化ANSYS系统环境 FINISH /CLEAR /filename,BeamOpt !第二步，定义参数化设计变量 B=1.4 !初始化宽度 H=3.8 !初始化高度 !第三步，利用参数创建有限元模型 /PREP7 !进入前处理 ET,1,BEAM3 !定义单元类型为BEAM3 AREA=B*H !梁的截面积 IZZ=(B*(H**3))/12 !绕Z轴的转动惯量 R,1,AREA,IZZ,H !定义单元实常数，以设计变量表示MP,EX,1,30E6 !定义材料性质 MP,PRXY,1,0.3 N,1 !创建节点1 N,11,120 !创建节点11 FILL E,1,2 EGEN,10,1,-1 !复制单元 FINISH !退出前处理 !第四步，执行求解 /SOLU ANTYPE,STATIC D,1,UX,0,,11,10,UY SFBEAM,ALL,1,PRES,20 !施加压力（单位长度上的负荷）=20 SOLVE FINISH !第五步，进入后处理并创建状态变量与目标变量 /POST1 SET,,,, NSORT,U,Y !以Uy为基准对节点排序 *GET,DMAX,SORT,,MAX !参数DMAX=最大位移ETABLE,VOLU,VOLU !VOLU=每个单元的体积ETABLE,SMAX_I,NMISC,1 !每个单元I节点处应力的最大值ETABLE,SMAX_J,NMISC,3 !每个单元J节点处应力的最大值 本文介绍用ANSYS APDL命令流实现加载表面效应单元的任意方向荷载的相关内容。 !用表面效应单元加任意方向的荷载 finish /PREP7 et,1,45 !定义实体单元solid45 et,2,154 !定义三维表面效应单元 KEYOPT,2,2,0 !指定表面效应单元的K2=0，所加荷载与单元坐标系方向相同 KEYOPT,2,4,1 !指定表面效应单元的K4=0，去掉边中点，成为四结点表面单元 block,-5,5,-5,5,0,5 !建实体模型 mp,dens,1,2000 mp,ex,1,10e9 mp,prxy,1,0.2 asel,s,loc,z,5.0,5.0 !选中实体上表面 AATT, 1, , 2, 0, !指定实体上表面用154号单元 MSHAPE,0,2D MSHKEY,1 esize,,5 amesh,all !对上表面划分网格 allsel,all VATT, 1, , 1, 0 !指定实体用45号单元 MSHAPE,0,3D MSHKEY,1 vmesh,all /PSYMB,ESYS,1 !显示单元坐标系 esel,s,type,,2 !选中实体上表面的表面效应单元以方便加荷载 sfe,all,1,pres,,50 !在面内加Z向荷载，大小为50，荷载方向可通过值的正负控制sfe,all,2,pres,,100 !在面内加X向荷载，大小为100 sfe,all,3,pres,,150 !在面内加Y向荷载，大小为150 /psf,pres,,2,0,1 !以箭头方式显示所加荷载 !如果已经知道荷载在整体坐标系内的方向失量为(0,1,1)，可以用如语句加该方向的荷载 sfe,all,5,pres,,100,0,1,1 !荷载值100后的三个数为方向失量 allsel,all eplot ANSYS静力学分析APDL建模实例应力集中 ansys静力学分析apdl建模实例-应力集中 计算分析模型如图所示,习题文件名:scf 材料参数：e=205gpa,v=0.3力载：4500n 注意单位的一致性：使用n,mm,mpa单位制 建模教程 在ansys工作文件夹内新建“stressconcentrationfactor”目录，以存放模型文件。 特别注意定期留存文件，特别注意不容误操作，一旦误操作，不容撤消。 1.1进入ansys 已经开始→程序→ansys14.5→mechanicalapdlproductlauncher14.5→然后在插入的 启动界面输出适当的workingdirectory及文件名scf 如通过mechanicalapdl14.5进入，则进入预设的workingdirectory workingdirectory必须设置在电脑最后一个分区（因为教学用电脑只有最后一个分区不受到系统维护） 至此ansys静力学分析模块启动，ansys在“stressconcentrationfactor”目录下自动创建了.log、.err等必要的文件。2.2设置计算类型 ansysmainmenu:preferences→selectstructural→ok2.3挑选单元类型 ansysmainmenu:preprocessor→elementtype→add/edit/delete→add→selectsolidquad 4node182→ok(backtoelementtypeswindow)→options…→selectk3:planestrsw/thk→ok →close(the elementtypewindow) 1 2.4定义实常数 ansysmainmenu:preprocessor→realconstants→add/edit/delete→add→ok→thk1.2→o k 2 本文介绍了ANSYS APDL命令和轴承接触分析相关实例。finish /clear /filename,ex5-3 !设定工作名 /title,the contact analysis of Bearing !设定工作标题 !************************************ !进入前处理模块 !************************************ /prep7 *set,roll_r,5.7 !定义变量参数 *set,inside_r1,15 *set,inside_r2,18.5 *set,outside_r1,29.8 *set,outside_r2,33.3 *set,deep,8 *set,axes_r3,15.5 *set,fillet_r4,1 *set,axes_deep,20 *set,fillet_r5,1 !定义单元类型和属性 et,1,solid45 !定义单元类型solid45 MP,EX,1,2.06e5 !定义弹性模量 MP,PRXY,1,0.3 !定义泊松比 MP,MU,1,0.3 !定义摩擦系数 !建立模型 sph4,,-inside_r2-roll_r,roll_r+0.9 !生成轴承滚珠 cyl4,,,inside_r1,-120,inside_r2,-60,deep !生成+z向的轴承内圈cyl4,,,outside_r1,-120,outside_r2,-60,deep !生成+z向的轴承外圈cyl4,,,inside_r1,-120,inside_r2,-60,-deep !生成-z向的轴承内圈cyl4,,,outside_r1,-120,outside_r2,-60,-deep !生成-z向的轴承外圈wpoff,0,0,-deep !偏移工作平面 cyl4,,,0,-120,axes_r3,-60,-axes_deep !生成装配轴 lfillt,57,59,fillet_r4,, !生成倒角线 al,57,62,59,54,61 !由线生成面 vrotat,32,,,,,,42,37,60,1, !旋转面生成体 vdele,6,,,1 !删除编号为6的体 ! lfillt,31,39,fillet_r5,, !生成倒角线 al,34,39,53,31,37 !由线生成面 vdrag,27,,,,,,35 !拖拉面生成体 vdele,4,,,1 !删除编号为4的体 ! vgen,,7,,,,,0.27,,,1 !平移编号为7的体 ! ANSYS APDL语言编写拓扑优化空腹重力坝程序 FINI /clear /TITLE, dam opt /PLOPTS, DATE, 0 dl=50 d2=40 d3=50 xxl=20 yl=60 h 二98 vsj=60 r二9800 /PREP7 ANTYPE, STATIC ET, 1, PLANE82 ET, 2, PLANE82 mp, ex, 1, 2. ooelO Mp, prxy, 1, 0. 167 mp, dense, 1, 2500 mp, ex, 2, 2. OelO Mp, prxy, 2, 0. 2 mp, dense, 2, 2600 xl二xxl一70 K, l,xl,0 K, 2,xl+dl,0 K, 3, xl+dl+d2, 0 K, 4, xl+dl+d2+d3, 0 K, 5, xl+dl+d2+d3, h K, 6, 5, h K, 7, 0, h k, & 0, h-5 k, 9, 0, yl K, 10,xl,0 K, 11, xl+dl, 0 K, 12, xl+dl+d2, 0 K, 13, xl+dl+d2+d3, 0 K, 14, xl+dl+d2+d3+200, 0 K, 15, xl+dl+d2+d3+200, -200 K, 16,-200,-200 K, 17, -200,0 L,1,2 L, 2,3 L, 3,4 L, 4,5 L, 5,6 L, 6,7 L, 7,8 L, & 9 L, 9, 1 L, 10, 11 L, 11, 12 L, 12, 13 L, 13, 14 L, 14, 15 L, 15, 16 L, 16, 17 L, 17, 10 lsel, s, line,, 1, 3 lsel, a, line,, 9, 12 lesize, all, 1 用ANSYS对液压支架运动仿真及优化设计 高耀东;严鹏贺 【摘要】四连杆机构的尺寸对液压支架的性能存在有至关重要的影响.用ANSYS 对液压支架进行了运动仿真,计算出各构件的位移、速度和加速度等运动特性,分析结果可用于评估液压支架特性和指导液压支架设计,并在此基础上可以进行优化设计.再以改善液压支架工作性能和减轻重量为优化目标,对液压支架进行多目标优化,确定了四连杆机构的最优结构参数.从实例结果看,用ANSYS对液压支架进行运动仿真和优化设计是可行的,结果是能够满足工程需要的. 【期刊名称】《机械设计与制造》 【年(卷),期】2018(000)008 【总页数】4页(P202-205) 【关键词】ANSYS;液压支架;优化设计;运动仿真 【作者】高耀东;严鹏贺 【作者单位】内蒙古科技大学机械工程学院,内蒙古包头 014010;内蒙古科技大学机械工程学院,内蒙古包头 014010 【正文语种】中文 【中图分类】TH16;TH122 1 引言 液压支架是综采工作面的关键设备，用于支撑顶板和形成工作空间，并推动支架和 刮板输送机向工作面移动。 四连杆机构是支撑掩护式以及掩护式液压支架中最重要的联接装置，可以使支架承受较大的横向推力，从而使立柱只受轴向力作用。由于对液压支架的受力状态、稳定性以及工作性能都存在至关重要的影响，所以确定四连杆机构的最优尺寸是液压支架设计必须优先考虑的问题[1-3]。液压支架四连杆机构优化设计的优化目标有：使顶梁前端水平摆幅最小、使液压支架总重量最轻、使液压支架受力最合理等，而这些特性的评估可以通过运动仿真来实现。 ANSYS是目前应用最普遍的有限元软件，在多数的液压支架设计单位都有配备，熟练掌握该软件的工程技术人员有很多。ANSYS可以依靠本身工具创建任意复杂的几何模型，也可以从其他CAD软件导入几何模型。可以在ANSYS中进行结构 静力学分析、多体动力学分析、结构优化设计等。所以，用ANSYS分析液压支架的动力学特性、强度和刚度特性是十分方便、可行的。 2 液压支架运动仿真 运动仿真用于分析运动尺寸已知的液压支架的运动特性，包括各构件的绝对位移、速度和加速度，以及组成运动副两构件间的相对位移、速度和加速度等。分析结果可用于评估液压支架特性和指导液压支架设计，也用于进行优化设计[4-5]。用ANSYS Workbench对液压支架运动仿真分为模型创建、分析计算两个步骤。 图1 液压支架Fig.1 Hydraulic Support 2.1 模型创建 掩护式液压支架的运动学模型，其由顶梁1、立柱2、底座3、掩护梁4、后连杆5、前连杆6和平衡千斤顶7组成，如图1所示。由于液压支架运动特性只与各运动副相对位置有关，且在总体设计阶段各构件的具体形状和尺寸还无法确定，因此采用图1所示的简化模型。该模型只是精确地确定了各构件的运动尺寸，其中包 括四连杆机构各尺寸：后连杆长度a、前后连杆上铰点距离b、前连杆长度c、前 《大连理工大学》2004年 加入收藏获取最新 【摘要】：在汽车结构设计中，有限元分析法已经成为必备的技术手段。由于大量的计算量和分析步骤， 郑鑫 大客车车架结构的有限元分析及优化设计 对车架进行直观的线性分析将是十分困难的。ANSYS软件的有限元分析程序能够将其离散为无数的元素单元，从而方便地进行分析、计算、优化结果。作者通过使用ANSYS单元库提供的元素单元建立车架的有限元模型。本文中所有的分析运算、数据优化都是通过APDL 语言来完成的。另外，用ANSYS软件对某型客车车架进行了有限元动态分析，给出了车架的动态特征信息，为车架的设计及优化提供了有效的参考依据。研究了ANSYS的二次开发问题，介绍了ANSYS的语言APDL(ANSYS Parametric Design Language)。该论文工作的主要创新点在于将参数优化技术引入到汽车结构的优化设计中，通过对参数优化设计结果的分析一方面可以直接为结构的设计提供理论依据，另一方面也为结构参数优化设计模型的建立提供重要的参考。总之，该文研究的参数优化方法是结构优化设计理论方法的一个重要发展，将其运用到汽车结构设计将具有重要的理论意义和实用价值。 【关键词】：车架有限元分析法ANSYS APDL优化计算 【学位授予单位】：大连理工大学 【学位级别】：硕士 【学位授予年份】：2004 【分类号】：U469 【DOI】：CNKI:CDMD:2.2004.094747 【目录】： •摘要3-9 •前言9-10 • 1 绪论10-12 • 1.1 大客车在国内的发展状况10 • 1.2 有限元分析法10-12 • 2 有限元分析的发展现状与展望12-15 • 2.1 FEA概述12 • 2.2 FEA国际发展趋势12-14 • 2.3 FEA国内发展状况14-15 • 3 优化设计15-22 • 3.1 优化设计概述15Ansys分析 例子
ansys apdl实例
ANSYS apdl
ANSYS-APDL的实例学习
ANSYS APDL实例
ANSYS APDL命令流建模及模态分析实例相关内容
ansys apdl转子动力学计算例子
ANSYS-APDL-定义材料总结+材料弹性模量、泊松比等常数设置及其案例
apdl 曲面均布载荷
利用ansys APDL进行优化设计的例子
本文介绍用ANSYS APDL命令流实现加载表面效应单元的任意方向荷载的相关内容
ANSYS静力学分析APDL建模实例 应力集中
本文介绍了ANSYS APDL命令和轴承接触分析相关实例
ANSYSAPDL语言编写拓扑优化空腹重力坝程序
用ANSYS对液压支架运动仿真及优化设计
有限元分析及优化设计