ANSYS命令流学习指南.docx
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ANSYS命令流学习指南
ANSYS命令流学习指南
APDL内容简解
由DEAN原创、整理,仅供学习交流
2014年5月达尔文档|DareDoc整理
什么是ANSYS命令流,APDL是什么?
ANYS提供两种工作方式,GUI图形用户界面(GraphicalUserInterface又称图形用户接口)操作和命令流。
在ANSYS中,命令流是由一条条ANSYS的命令组成的一个命令组合,这些命令按照一定顺序排布,能够完成同GUI方式一样甚至GUI不能完成的的操作。
命令流方式融GUI方式、APDL、UPFs、UIDL、MAC,甚至TCL/TK于一个文本文件中,可通过/input命令(或UtilityMenu>File>ReadInputFrom)读入并执行,也可通过拷贝该文件的内容粘贴到命令行中执行。
命令流通常由ANSYS命令和APDL功能语句组成。
APDL(ANSYSParametricDesignLanguage)为ANSYS参数化设计语言。
APDL是用来自动完成某些功能或建模的一种脚本语言,提供一般程序语言的功能。
它包含三个方面的内容:
工具条、参量和宏命令。
灵活运用这三种工具,可以实现快速操作,数据快速传递、更新等功能。
ANSYS命令流与GUI方式联系及其优点
ANSYS命令流可以和GUI方式配合使用,各自分别都能独立完成分析,部分操作只能通过命令方式实现。
对于复杂的有限元模型,使用GUI方式的缺点就会暴露,因为一个分析的完成需要进行多次反复。
这样,在GUI方式中,就会出现大量重复的操作,会严重影响设计人员的心情。
命令流有以下几个优点:
Ø可减少大量的重复工作,少许修改的话,只需变动几行代码或者参数就行,可为设计人员节省大量的时间。
Ø便于保存和携带,一个复杂的有限元分析的APDL代码也就几百行,也就几十KB。
Ø便于交流,设计人员进行交流时,查看APDL代码明显方便得多。
Ø高级需求时,可以二次开发。
熟练后分析速度要快于使用GUI;减少重复劳动;方便和别人交流。
但这并不是说只需学习命令流就可以了,对于初学者来说,GUI方式是最易懂和入门的方式,熟练的操作GUI可以便于命令的理解。
因此,我们在学习ANSYS过程中,菜单操作是对ANSYS使用环境熟悉的一个重要过程。
二次开发涉及到的工具
可以通过ANSYS为用户提供了良好的二次开发环境,开发适用于用户自己的模块,提高分析效率和质量。
ANSYS提供了四种二次开发工具:
APDL;UPFs(UserProgrammableFeatures)——用户可编程特性,操作途径是对ANSYS核心FORTRAN代码进行修改,对开发者有限元知识水平要求较高;UIDL(UserInterfaceDesignLanguage)——用户界面设计语言;Tcl(Toolcommandlanguage)——工具命令语言,Tk是基于Tcl的图形开发工具箱,二者用于ANSYS界面开发,比UIDL更加接近底层。
如何学习ANSYS命令和APDL
首先,需要对ANSYS中涉及的各种命令进行归类。
命令流通常由ANSYS命令和APDL功能语句组成。
如何区分呢?
大致可以通过命令有无前缀区分:
带/的命令:
一般是系统命令(总体命令)或各模块标示符,比如功能菜单(UtilityMenu)中的多数操作、主菜单(MainMenu)进入各模块。
如删除所有的参数以及模型和结果/clear,前处理命令对应的处理器/PREP7,求解模块/SOLUTION,后处理命令/post1、/post26等。
带*的命令:
一般是APDL的标识符,也就是ANSYS的参数化语言,如*do,,,*enddo等等
无/和*命令:
是各个模块下的ANSYS命令,使用时需要进入相应的处理器。
如/PREP7下才可以使用ET(定义单元)命令。
ANSYS命令按照功能可分为三个大类:
前处理命令、后处理命令、和结果查看命令,每个大类有自己对应的处理器,/PREP7处理器,后处理/POST1、/POST26等。
ANSYS有超过1000条命令,很难有人把这些完完全全记住,我建议先学习APDL语法及规则,记住常用的关键词,配合这些关键词套用需要的命令。
然后了解常用的ANSYS命令。
对于ANSYS常用命令的学习,网上资料很多,更详细的用法可以在ANSYS主菜单-help-helptopic中查找。
图1APDL在ANSYS14.5帮助中的位置
工欲善其事必先利其器(编辑器选择)
多数命令流可以直接拷贝到ANSYS命令提示符栏中运行,但部分命令不支持这种方式,而且执行速度比较慢。
更常用的方法是将命令流在文本文档中整理好,然后通过/input命令或UtilityMenu>File>ReadInputFrom运行。
最常见的文本编辑器就是WINDOWS自带的记事本了,具有系统自带、功能简单,使用方便的特点,能够满足基本的需求。
在此,介绍两种我们常用的文本编辑器,UltraEdit和PSPad。
UltraEditPSPad
这两个编辑器很强大,但选择使用它们有这么几个原因:
1.强大的数据处理能力、文件对比、替换、列选等
2.语法高亮
PSPad还具有自动完成功能。
UE9.0c版体积小,绿色版,大文件打开速度快,很EASY的列选及列操作。
PSPad在大文件打开时速度慢,Unicode支持不太好,另外换行(wordwrap)问题始终没解决
建议选用UE。
LOG文件的秘密
通过ANSYSGUI操作时,几乎所有的操作都会记录到工作目录jobname.log文件中,并且以ANSYS命令的方式记录。
所以,查看log文件就能弄明白操作所对应的命令,这也是初学者学习和编写命令流的一种途径。
但log里也记录了很多无用的东西,比如转动视角,放大缩小等;选择实体也会产生罗嗦大量代码。
这就需要进行整理和简化。
下面7点是网友总结的log文件整理心得。
1.要注意时间,因为每次做的东西都会跟在log文件后面,所以要根据时间取舍,不是所有的log文件中的内容就有用的,一开始我建议从新建一个文件开始。
2.最好每做一步看一下log文件,可以知道自己的操作对应哪些命令
3.有些关于存盘、显示视角等命令可以删除。
4.选取实体时往往会产生很多命令,可以简化。
5.整理命令流时要新建立一个文本文件,以便从log文件中拷贝所需要的。
6.File菜单中的Readinputfrom可以读入自己所建立的命令流来执行。
7.可以增加注释语句以增强可读性
其实有一个小工具可以帮助你快速整理log
AnsysCommandParserANSYS命令解析器
同时,如果你的db文件是在ANSYS中操作的,可以通过下面方式写出记录文件
UtilityMenu>File>WriteDBLogFile
LGWRITE,Fname,Ext,--,Kedit
APDL主要内容
APDL也像其他编程语言一样,有自己的语法特点和语法规则。
其功能语句和FORTRAN语言较为接近。
APDL主要包括以下内容:
Ø使用工具栏:
Workingwiththetoolbar
Ø使用参数:
Usingparameters
Ø使用APDL数学函数和矩阵运算:
UsingAPDLMathformatrixmanipulations
ØAPDL作为宏语言:
APDLasamacrolanguage
Ø用户界面接口:
InterfacingwiththeGUI
Ø加密宏:
Encryptingmacros
自定义工具栏
ANSYS没有像其他软件一样的工具图标,但是可以把一些经常用的功能通过自定义按钮的方式添加到Toolbar里面。
主要用到了*ABBR(Abbreviation的缩写)命令,其格式为*ABBR,按钮上的标签名称,按钮调用的命令或宏的名称
<代码>
!
ANSYSTOOLBAR工具快捷按钮byTAOLEI
!
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
!
说明:
通过在界面上增加常用按钮,快速完成相应功能,输入这些命令后,更新工具栏就可以了
!
也可以修改\ansys\v100\v100\ANSYS\apdl\start110.ans文件(ANSYS11.0)(ansys11,其它版本也有相应的文件)
!
ANSYS14.5版本路径ANSYSInc\v145\ansys\apdl\start145.ans
!
加入*ABBR,..,...达到初始化时就添加的目的
!
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
/NOPR!
以下语句不写入log文件
*ABBR,ALLS,ALLS
*ABBR,RPLOT,/RPLOT
*ABBR,E_PLOT,EPLOT
*ABBR,N_PLOT,NPLOT
*ABBR,V_PLOT,VPLOT
*ABBR,A_PLOT,APLOT
*ABBR,L_PLOT,LPLOT
*ABBR,K_PLOT,KPLOT
*ABBR,N_SEL,NSEL,,P
*ABBR,E_SEL,ESEL,,P
*ABBR,MAT_NUM,/PNUM,MAT,1
*ABBR,REAL_NUM,/PNUM,REAL,1
*ABBR,TYPE_NUM,/PNUM,TYPE,1
*ABBR,NO_NUM,/PNUM,DEFA
*ABBR,BE,ALLSEL,BELOW,ELEM
*ABBR,BV,ALLSEL,BELOW,VOLU
*ABBR,BA,ALLSEL,BELOW,AREA
*ABBR,BL,ALLSEL,BELOW,LINE
*ABBR,CONFIG,/CONFIG,NRES,20000
*ABBR,WPS,WPSTYL,DEFA
*ABBR,PARAME,*STATUS
*ABBR,VGLUE,VGLUE,ALL
*ABBR,MERGE_ALL,NUMMRG,ALL,,,,LOW
*ABBR,COMP_ALL,NUMCMP,ALL
*ABBR,MOVE_WK,KWPAVE,P
*ABBR,ALIGN_WK,KWPLAN,-1,P
*ABBR,CALC,/SYS,CALC.EXE
*ABBR,UNDO,UNDO
/GO!
恢复语句写入log文件
使用参数
参数指的是变量。
即能够代表数据、字符或者数组的自定义名称。
例如,一个长方体的几何属性,可以用长宽高这几个参数来描述。
为形象、简便的表述这几个参数,常用length、width和hight变量指代其具体数值。
ANSYS变量类型分为:
数值、字符和表三种类型。
其中,数值包含两种类型的参数:
标量和数组。
所有数值变量(整形或实形)都以双精度数储存。
被使用但未声明的参数都被赋一个接近0的值,或"极小值",大约为2100。
例如,若参数A被定义为A=B,但B没被定义,则赋给A一个极小值。
ANSYS包含两种类型的参数:
标量和数组。
变量命名
ANSYS的变量由不超过8个字符的字母、数字和下划线组成,且变量只能以字母开头。
例如ABC、PI、A_1等为合法变量,而M&E、VALUE_ABC、3M_为非法变量。
同时,定义ANSYS变量时要注意以下几点:
1.不能与ANSYS表示字相同,例如自由度(DOF)标识字(TEMP,UX,PRES等);常用标识字(ALL,PICK,STAT等);用户定义标识字(如用ETABLE命令定义的标识字);数组类型标识字(如CHAR,ARRAY,TABLE等)
2.名称为从ARG1到ARG9和从AR10到AR99的参数被保留为局部参数。
变量赋值
通常由下面几种方法给变量赋值:
1.使用*set命令,如
*set,AA,1
*SET,AA,ABC!
ABC已知或已赋值
*SET,CPARM,'CASE1'!
字符型变量的值需要用单引号括起来
2.当然最简单的方法是使用“=”号赋值
AA=1
AA=ABC
CPARM='CASE1'
3.使用*get获得变量的值
4.使用ANSYS函数获得变量值
5.通过参数间的运算或合成
X=A+B
P=(R2+R1)/2
D=-B+(E**2)-(4*A*C)!
求值D=-B+E2-4AC
M=((X2-X1)**2-(Y2-Y1)**2)/2!
变量定义查看和删除
定义好的变量可以整体显示或者查看,也可以重新赋值和删除
用*STATUS命令把定义的变量排列显示出来
字符和数值型变量可以通过parameters->scalarparameters查看、修改和删除
数值型数组变量的值通过
Parameters->ARRAYParameters->definearray查看、修改和删除
清除变量值
*set,AA或AA=
删除某个变量可以用*del
*del,AA
*del,all删除所有变量
参数保存和恢复
如果要在其他ANSYS任务中使用当前定义的参数,可以先把它们写入一个文件中,然后读取(恢复)该文件。
读取文件时,可以全部代替当前定义的参数,也可以只把它们加到当前定义的参数中(会覆盖已存在的参数)。
可用PARSAV命令把参数写入一个文件中(UtilityMenu>Parameters>SaveParameters)。
参数文件是ASCII文件,主要由APDL*SET命令组成,该命令用来定义各种参数。
可用PARRES命令从一个文件中读取参数(UtilityMenu>Parameters>RestoreParameters)。
字符变量的用法
暂无
数组初步
数组是ANSYS非常实用有效的数据存储和运算工具。
其定义方法与普通变量略有差别。
ANSYS中数组包括数值型、字符型和表三种类型的数组。
下面分别是三种数组的定义方法。
一般格式*DIM,变量名,[数组类型],行数,[列],[面]
*DIM,AA,,4!
类型ARRAY为缺省类型,维数为4[x1x1]
*DIM,XYZ,ARRAY,12!
ARRAY类型数组,维数为12[x1x1]
*DIM,FORCE,TABLE,5!
TTABLE类型数组,维数为5[x1x1]
*DIM,T2,,4,3!
维数为4x3[x1]
*DIM,CPARR1,CHAR,5!
CHAR类型数组,维数为5[x1x1]
其中数值型和字符型数组,下标为整数,行列面的起始下标均为1,而TABLE的下标为大于等于0的实数或整数。
数组赋值
1)利用*set命令或“=”给单个或多个数组元素赋值与scalar变量赋值是格式相同。
2)利用*set或“=”赋值时,赋值对象为第一个元素名,赋值数据是一个列矢量,赋值结果是按列下标递增顺序从第一个赋值数组依次赋值。
注意,一次最多只能给10个连续数组元素赋值,当只给一个元素赋值时与变量赋值完全一致。
举例:
(1)*DIM,A,ARRAY,12,1,1
定义数组A为一个array类型,12行1列
A
(1)=1,2,……12
给每个元素赋值为其行标
(2)*DIM,B,array,4,3,1
定义数组B为一个array类型4行3列
B(1,1)=11,21,31,41
B(1,2)=12,22,32,42
B(1,3)=31,32,33,43
B=
注意此赋值的下标!
对于二维数组,赋值顺序按照列进行赋值,注意此规律。
三维也是一样的。
(3)*DIM,C,char,4,1,1
C
(1)=‘a’,‘b’,‘c’,‘d’
ANSYS*get命令和查询函数
*get命令
ANSYS*get(UtilityMenu>Parameters>GetScalarData)命令可以返回一些值并存储在一个变量或者数组中。
例如通过*GET,node1x,NODE,1,LOC,X可以获得节点1的X坐标,并存储在变量node1x中,其GUI操作如下:
*get命令调用的格式如下
*GET,Par,Entity,ENTNUM,Item1,IT1NUM,Item2,IT2NUM
这里
●Par是将被赋值的参数名;
●Entity是被提取项目的关键词,有效的关键词是NODE,ELEM,KP,LINE,AREA,VOLU等。
●ENTNUM是实体的编号(若为0指全部实体);
●Item1是指某个指定实体的项目名。
例如,如果Entity是ELEM,那么Item1要么是NUM(选择集中的最大或最小的单元编号),要么是COUNT(选择集中的单元数目)。
在ANSYSCommandsReference(ANSYS命令参考手册)中的*GET部分对每种实体的Item1值有完整的说明。
帮助路径为//CommandReference//VIII.GCommands//*GET
可以把*GET命令看成是对一种树型结构从上至下的路径搜索,即从一般到特殊的确定。
可用下面的例子来说明*GET命令的用法。
下面的第一条命令用于获得单元97的材料
属性(MAT参考号)并赋给单元BCD:
*GET,BCD,ELEM,97,ATTR,MAT!
BCD=单元97的材料号
*GET,V37,ELEM,37,VOLU!
V37=单元37的体积
*GET,NMAX,NODE,,NUM,MAX!
NMAX=最大激活节点数
*GET,COORD,ACTIVE,,CSYS!
COORD=激活的坐标系值
*GET,NCOUNT,node,0,count!
NCOUNT=得到这些节点的个数
*GET,ND_NUM_MN,node,0,num,min!
ND_NUM=得到这些节点中编号最小的节点号
正如*GET从数据库获取标量数据,可以用*VGET获取数组信息或UtilityMenu>Parameters>GetArrayData
先定义数组,然后获取数据
例如:
*dim,dispval,array,20,3!
20×3array
*vget,dispval(1,1),node,1,u,x!
UXofnodes1-20incolumn1
*vget,dispval(1,2),node,1,u,y!
UYincolumn2
*vget,dispval(1,3),node,1,u,z!
UZincolumn3
查询函数(InquiryFunction)
在ANSYS操作过程或条件语句中,常常需要知道有关模型的许多参数值,如选择集中的单元数、节点数,最大节点号等。
此时,一般可通过*GET命令来获得这些参数。
现在,对于此类问题,我们有了一个更为方便的选择,那就是查询函数—InquiryFunction。
InquiryFunction类似于ANSYS的*GET命令,它访问ANSYS数据库并返回要查询的数值,方便后续使用。
ANSYS每执行一次查询函数,便查询一次数据库,并用查询值替代该查询函数。
假如你想获得当前所选择的单元数,并把它作为*DO循环的上界。
传统的方法是使用*GET命令来获得所选择的单元数并把它赋给一个变量,则此变量可以作为*DO循环的上界来确定循环的次数
*get,ELMAX,elem,,count
*do,I,1,ELMAX
…
…
*enddo
现在你可以使用查询函数来完成这件事,把查询函数直接放在*DO循环内,它就可以提供所选择的单元数
*do,I,ELMIQR(0,13)
…
…
*enddo
这里的ELMIQR并不是一个数组,而是一个查询函数,它返回的是现在所选择的单元数。
括弧内的数是用来确定查询函数的返回值的。
第一个数是用来标识你所想查询的特定实体(如单元、节点、线、面号等等),括弧内的第二个数是用来确定查询函数返回值的类型的(如选择状态、实体数量等)。
同本例一样,通常查询函数有两个变量,但也有一些查询函数只有一个变量,而有的却有三个变量。
ANSYS提供了许多类似的查询函数,下面举一个例子,其它常用查询函数可以在帮助中查询。
NODE—ndinqr(node,key)
node—节点号,对于key=12,13,14为0
key—标识关于node的返回信息
=1,选择状态
=12,定义的数目
=13,选择的数目
=14,定义的最大数
=-2,超单元标记
=-3,主自由度
=-4,激活的自由度
=-5,附着的实体模型
ndinqr(node,key)的返回值
对于key=1
=-1,未选择
=0,未定义
=1,选择
系统信息查询函数/INQUIRE
要获得当前系统时间、ANSYS工作目录、文件信息、系统时间等参数使用/INQUIRE命令。
格式为:
/INQUIRE,StrArray,FUNC
StrArray:
将接受返回值的字符数组参数名
FUNC:
指定系统信息返回的类型
参考目录:
//CommandReference//X.ICommands///INQUIRE
内嵌获取函数的用法
对于某些信息,除了使用*get命令获取外,可以通过ANSYS内嵌的获取函数来获得信息。
主要分成两类,一般函数和数学函数。
例如
Node1x=NX
(1)!
节点1在当前激活坐标系中的x坐标值
与上面的*GET,node1x,NODE,1,LOC,X!
等价
可以看出,此类函数比*get的用法更加简洁和明确
同样,ANSYS提供了一些常用的数学函数,比如三角函数,取整,取余等。
ABS(x)
SIGN(x,y)
CXABS(x,y)
EXP(x)
LOG(x)
LOG10(x)
SQRT(x)
NINT(x)
MOD(x,y)
RAND(x,y)
GDIS(x,y)
SIN(x),COS(x),TAN(x)
*AFUN.
ASIN(x),ACOS(x),ATAN(x)
ATAN2(y,x)
VALCHR(CPARM)
CHRVAL(PARM)
UPCASECPARM
LWCASE(CPARM)
查询这些函数在ANSYS14.5中的路径为
//ANSYSParametricDesignLanguageGuide//B.GETFunctionSummary
宏
什么是APDL宏
APDL最强有力的特征之一是创建宏的能力,使用宏能减少工作量并提高分析效率,宏带给开发者高效和惊喜,使你的成就感升华到最大限度。
那么什么是惊喜,什么是宏?
简单来说宏是把多条命令组合后自定义成一个新命令,以后只要键入这条命令就实现多条命令的效果。
类似其它语言中的函数。
例如,多次用到如下操作:
生成一个尺寸为4,3,2的长方形块和一个半径为1的球体。
然后,从块的一个角处减去球体。
其基本命令流为:
/prep7
/view,,-1,-2,-3
block,,4,,3,,2
sphere,1
vsbv,1,2
finish
把这段命令流保存在文本文档中,并命名为mymacro.mac,就可以通过
*use,mymacro或
mymacro
来执行。
宏定义
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,其中包括