第6章 时间历程后处理器.docx

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第6章时间历程后处理器

第6章时间历程后处理器（POST26）

时间-历程后处理器POST26可用于检查模型中指定点的分析结果与时间、频率等的函数关系。

它有许多分析能力：

从简单的图形显示和列表到诸如微分和响应频谱生成的复杂操作。

POST26的一个典型用途是在瞬态分析中以图形表示产生结果项与时间的关系或在非线性分析中以图形表示作用力与变形的关系。

使用时间-历程后处理器的基本步骤：

1.交互式或通过命令行启动时间-历程处理器。

2.定义时间-历程变量。

不仅包括定义变量，还要求存储变量。

3.处理变量：

对数据计算，或进行数据的提取，或产生相关的数据集。

4.准备数据输出，可通过图形，列表及文件形式。

6.1时间历程变量观察器

1.工具条

利用工具栏可控制大多数时间-历程处理操作。

可关掉两个扩展的工具栏以保持一个具有如下项目的紧凑工具栏。

AddData：

打开AddTime-HistoryVariable对话框

DeleteData：

从变量列表中删除选定的变量

GraphData：

由预先定义的属性，拟合有10个变量的曲线

ListData：

生成数据列表，最多可包括6个变量

Properties：

定义选定的变量和全局的某些属性

ImportData：

打开对话框，以将信息输入变量空间

ExportData：

打开对话框，将数据输出到文件和APDL数据数组

OverlayData：

在下拉菜单中选择用于图形覆盖的数据

ResultstoView：

在下拉菜单中选择复杂数据的输出格式

2.显示/隐藏变量列表

为了暂时缩减观察器的尺寸大小，可点击该工具栏的任何位置以隐藏变量列表。

3.变量列表

该区域显示预定义的时间-历程变量，可以从该列表中选择数据来进行处理。

4.显示/隐藏计算器

为了暂时缩减观察器的尺寸大小，可点击该工具栏的任何位置以隐藏计算器。

5.变量名输入区域

对想创建的派生变量命名。

6.表达式输入区域

输入定义派生变量的表达式。

7.APDL变量下拉菜单

在输入表达式时，使用该菜单选择预定义的APDL变量。

8.时间-历程变量下拉菜单

输入表达式时，使用该菜单选择已存储的变量。

9.计算器区域

使用计算器，可以在输入表达式时，加入标准的数学操作符和函数调用，只需点击按钮，就可把函数加入表达式中。

点击INV按钮，可轮流改变有些按钮的函数表示。

PARENTHESIS使用圆括号就象在一般的代数计算中一样，可改变表达式中运算顺序。

许多函数调用在需要时，会自动加上括号。

MAX/MIN变量中最大值的封装/变量中最小值的封装

COMPLEX/形成一个复变量/

CONJUGATE对一个变量做复数变量操作

LN/e^X求一个变量的自然对数/求变量的e次幂

STO/RCL将表达式区域信息存储在内存中/读内存重复调用表达式

LOG求一个变量的普通对数

ABS/INSMEM求实变量的绝对值，复变量的模/将内存区域的内容插入到表达式中

ATAN求复变量的反正切值

X^2/SQRT求变量的平方值/求变量的平方根值

INV转换函数键盘上的函数表示

DERIV/INT求变量的导数/对变量取整

REAL/IMAG取复变量的实部/取复变量的虚部

11KEYNUMBER输入表达式中的实数

PAD

/求两个变量的商

*求两个变量的积

-求两个变量的差

+求两个变量的和

CLEAR清除表达式区域中所有的数据和变量

BACKSPACE回退光标，并删除前一个字符

ENTER完成在表达式区域中的表达式输入，并将之存储为在变量输入区域输入的变量名

6.2进入时间历程处理器

进入时间-历程处理器来解决时间和频率相关的结果数据。

一旦已完成了分析，ANSYS利用结果数据来生成一个结果文件。

在进入处理器时，当前激活的结果文件自动载入（*.RST,*.RFL,*.RTH,*.RMG,等）。

若当前的分析中没有任何结果文件，可以请求装载进一个文件。

也可以利用文件命令选项来装载任何一个结果文件进入处理器。

6.2.1交互式

选择MainMenu>TimeHistPostPro启动时间历程处理器。

以下讨论的关于交互式的模式问题，涉及到如何在GUI部分观察数据变量。

关于如何转换GUI方式在适当的命令描述中讲解。

选择MainMenu>TimeHistPostPro>VariableViewer来打开时间-历程变量的观察器。

6.2.2批处理方式

使用/POST26命令在批处理方式，或命令行中来打开时间历程处理器。

1.为了进行时间历程处理（交互或批处理方式）,先必须装载有几何模型，并有一个有效的结果文件。

2.缺省状态，时间历程处理器寻找一个在通用处理器中使用过的结果文件也可使用FILE命令（批处理下），或通过变量观察器中的文件菜单，来指定一个不同的文件名。

3.在时间历程处理器中所创建的数据集和定义的变量可在当前ANSYS会话中给与保存。

这样就可以在POST1或POST26处理器间转换，而不用担心丢失掉存储的数据信息。

4.当变量观察器打开时，在命令行中对数据的操作不会在观察器中更新，并且通常有可能使的通过GUI的操作变的无效。

5.关掉或重新打开变量观察器将更新观察器中的内容，但计算表达式的信息将被丢失掉。

6.3定义变量

POST26的所有操作都是对变量而言的，是结果项舆时间（或频率）的简表。

结果项可以是节点处的UX位移、单元的热流量、节点处产生的力、单元的应力、单元的磁通量等。

用户对每个POST26变量任意指定大于或等于2的参考号，参考号1用于时间（或频率）。

因此，POST26的第一步是定义所需的变量，第二步是存储变量，这些内容在下面描述。

6.3.1交互式

使用变量观察器，采用如下步骤进入时间历程处理数据：

1.点击AddData按钮

将弹出添加时间历程变量的对话框，利用其中的结果项目框所提供的树状结构的结果项目，来选择要添加的结果类型。

结果项目以一种树形结构来表示，从该结构中可选择想要的标准类型（只有当前分析中可用的项目才会被显示）。

利用“favorites”功能，可以方便的访问以前所定义的数据集。

该功能可以存储最后50个条目。

2.对选定的结果选项指定一个名字，并可附加有用的信息。

在结果选项区域的变量名字段内显示有ANSYS的命名，当然可用任何喜欢的名字来代替。

如果所用的名字不唯一，将会询问是否覆盖以前存储的数据。

根据在结果项目的区域中所选择的类型，可提供更多的关于该项目的信息，如适当的壳表面，载荷组成以及层标号信息等。

3.点击OK按钮

如果现需要一个实体信息，则将出现一个拾取窗口，以便可选择模型中适当的节点或单元。

然后，添加时间历程变量的对话框将关闭，并将会在结果观察器中变量列表显示区域显示适当的变量列表。

如果需要输入更多的变量定义，点击APPLY按钮，这时结果数据将会被定义，并被放入变量列表区域，但此时添加时间历程变量的对话框将保持打开状态。

4.增加或改变属性信息

根据所选择的结果变量类型，也许希望定义更多的时间历程属性。

时间历程信息包括有特定的变量信息，X轴向数据定义,和数据定义列表。

通过properties（5）按钮，可在任意时刻编辑以上信息。

1.在变量列表区域，可见到所有变量定义的数据，包括相关的指定单元和节点，以及变量的取值范围。

2.当利用变量观察器来定义变量，可通过点击变量，再使用properties按钮来非常容易的修改它的不同属性。

在随后弹出的时间历程属性对话框可修改或添加特殊的变量（结果数据）属性，也可修改全局属性（X轴向数据属性，变量列表）。

3.变量名TIME,FREQ为保留字。

4.在交互模式下，使用NUMVAR命令将自动设置200个变量，其中变量观察器在对数据的操作中将使用200个变量的最后10个，对于用户而言，有剩下的190个可用。

5.交互模式下，结果文件中所有的时间点被自动存储并保持可用。

6.3.2批处理方式

在交互模式下，变量在定义时将被自动存储。

而在命令行模式下，完成该过程需两个独立的步骤，定义，然后存储。

定义变量时依据结果文件中的结果项，这意味着对结果项建立相应的指针，并创建标签来表示存储该数据的区域。

例如以下命令定义了时间历程变量2，3，4：

NSOL,2,358,U,X,UX_at_node_358

ESOL,3,219,47,EPEL,X，Elastic_Strain

ANSOL,4,101,S,X,Avtg_Stress_101

变量2为节点358的UX位移，变量3为219单元的47节点的弹性约束的X分力。

变量4为101节点的X方向的平均应变。

其后为了对于这些结果项的引用将给它们分配参考号和标签。

如果用相同的参考号定义一个新的变量，则原有的变量将被替换。

以下的命令被用来定义变量：

ANSOL,EDREAD,ESOL,FORCE*,GAPF,LAYERP26,NSOL,RFORCE,SHELL*,SOLU

（标有*的命令定义结果项的存储）

第二步是存储数据（使用STORE命令）。

存储数据意味着从结果文件中读取数据并将它写入数据库中。

除了STORE命令外，当使用显示命令（PLVAR,PRVAR）或者是时间历程数据操作命令（ADD,QUOT等），程序将自动存储数据。

一个使用STORE命令的例子如下：

/POST26

NSOL,2,23,U,Y！

变量2=节点23处的UY

SHELL,TOP！

指定壳的顶面结果

ESOL,3,20,23,S,X！

变量3=单元20的节点23的顶部SX

PRVAR,2,3！

存储并打印变量2和3

SHELL,BOT！

指定壳的底面为结果

ESOL,4,20,23,S,X！

变量4=单元20的节点23的底部SX

STORE！

使用命令缺省，将变量4和变量2、3置于内存

PLESOL,2,3,4！

打印变量2，3，4

在某些场合，需要使用STORE命令（MainMenu>TimeHistPostpro>StoreData）直接请求变量存储。

这些情况将在下面的命令描述中解释。

如在发出TIMERANGE或NSTORE命令（这两个命令等价的GUI路径为MainMenu>TimeHistPostpro>Settings>Data）之后使用STORE命令，则缺省为STORE，NEW，否则为STORE,MERGE。

如下列命令说明。

由于TIMERANGE和NSTORE命令为存储数据重新定义了时间（或频率）点和时间增量，因而需要改变命令的缺省。

可以使用下列操作存储数据：

MERGE：

将新定义的变量增加到为储存在内存的时间点的先前存储的变量中。

即：

更多的数据列被加入数据库。

在某些变量已经存储（缺省）后，如果希望定义和存储新变量，这是十分有用的。

NEW：

替代先前存储的变量，删除先前计算的变量，并存储新定义的变量及其当前的参数。

APPEND：

添加数据到先前定义的变量中。

即：

如果将每个变量看作一数据列，APPEND操作就为每一列增加行数。

当要将两个文件（如瞬态分析中两个独立的结果文件）中相同变量“集中”在一起时，这是很有用的。

使用FILE命令（MainMenu>TimeHistPostpro>Settings>File）指定结果文件名。

ALLOC,N：

为顺序存储操作分配N个点（N行）空间，先前定义的变量，如果存在则被清零。

由于程序会根据结果文件自动确定所需的点数，所以正常情况下不需用该选项。

∙缺省情况下，可以定义的变量数为10个,使用命令NUMVAR可增加该限值（最大值为200）。

∙时间和频率总为变量1。

∙缺省情况下，力（或力矩）值表示合力（静态力、阻尼力和惯性力的合力）。

FORCE命令允许对各个分力操作。

但在单元的力分量并不受FORCE命令影响，对于任一单元类型，它们保持描述它们时的独立状态。

∙定义变量的其它有用命令：

·NSTORE，定义待存储的时间点或频率点的数量。

·TIMERANGE，定义待读取数据的时间或频率范围。

·TVAR，将变量1表示时间改变为表示累积迭代号。

·VARNAM,给变量赋名称。

·RESET，并将所有参数重新设置为缺省值。

∙壳单元和分层壳单元的结果数据假定为壳或层的顶面。

SHELL命令允许指定是顶面、中面或底面。

对于分层单元可通过LAYERP26命令指定层号。

6.4处理变量并进行计算

通常，通过对从结果文件得到的指定分析数据进行处理，可产生能提供更有价值的附加变量集。

例如，在一个瞬态分析中定义一个位移变量，可通过求它对时间的导数来得到速度和加速度，这样做，将产生一个全新的变量，我们在以后的分析中可结合其它数据来使用该变量。

6.4.1交互式

变量观察器提供了一个直观的计算器用来进行计算，所有的命令功能均可通过在该区域的操作来访问，而且通过点击该区域上面的工具条可显示或隐藏该区域。

按如下步骤使用变量观察器来进行时间历程数据的处理：

1.在变量名输入区域命名一个变量，命名必须唯一，否则将提示是否覆盖先前命名过的变量。

2.点击适当的按键，或从下拉菜单中选择时间历程变量，或APDL参数。

操作后，表达式输入区域将显示输入的操作符，变量名，APDL参数。

3.点击变量观察器的计算器区域中的Enter按钮。

完成计算，得到的计算数据使用结果变量名出现在变量列表区域，而且直到观察器关闭，表达式一直可有观察器使用结果变量名来访问。

1.表示一个变量UYBLOCK对一个变量的求导

VBLOCK=deriv（（UYBLOCK）,（TIME））

2.对一个时间历程复变量PRESMID取模

AMPL_MID=abs（PRESMID）或

AMPL_MID=sqrt（real（（PRESMID））^2+imag（（PRESMID））^2）

3.求一个复变量UYFANTIP的相位角

PHAS_TIP=atan（（UYFANTIP））*180/（pi）此处pi=acos（-1）

4.求一个复变量PRESMID和一个因子（2+3i）的积

SCAL_MID=cmplx（2,3）*（PRESMID）

5.定义一个沿直线变化的变量

PAMP_25BY_0.5=.25+（.05*（{nset}-1））

6.定义一个关于时间函数的变量

FUNC_TIME_1=10*（{TIME}-.25）

6.4.2批处理方式

在批处理模式下，可使用命令的联合，某些用来标识变量名和输出格式，某些来标识创建新变量的变量数据。

计算器命令由它们相应的自身命令来执行。

1.表示一个变量UYBLOCK对一个变量的求导

NSOL,2,100,u,y,UYBLOCK!

Variable2isUYofnode100

DERIV,3,2,1,,VYBLOCK!

Variable3isnamedVYBLOCKItisthederivativeofvariable2withrespecttovariable1（time）

2.对一个时间历程复变量PRESMID取模

NSOL,2,123,PRES,,PRESMID!

Variable2isthepressureatnode123

ABS，3,2,,,AMPL_MID!

Absolutevalueofacomplexvariableisitsamplitude

3.求一个复变量UYFANTIP的相位角

Pi=acos（-1）

ATAN,4,2,,,PHAS_MID,,,180/pi!

ATANfunctionofacomplexvariable（a+ib）givesatan（b/a）

4.求一个复变量PRESMID和一个因子（2+3i）的积

CFACT,2,3!

Scalefactorof2+3i

ADD,5,2,,,SCAL_MID!

UseADDcommandtostorevariable2intovariable5withthescalefactorof（2+3i）

5.定义一个沿直线变化的变量

FILLDATA,6,,,.25,.05,ramp_func!

Fillavariablewithrampfunctiondata.

以下的命令被用来对变量数据进行计算，生成可计算的表达式，或存储数据。

关于更详细的时间历程变量的处理请参考命令的说明。

ABS，IMAGIN，SMALL，ADD，INT1，SQRT，ATAN，LARGE，CLOG，NLOG，CONJUG，PROD，DERIV，QUOT，EXP，REALVAR

6.5数据的输入

该功能使的用户可从结果文件读取数据集到时间历程变量中。

这就使的用户可以显示和比较试验数据与相应的ANSYS分析结果数据。

6.5.1交互式

利用变量观察器中的ImportData按钮，用户可以交互式的完成数据输入的过程。

点击该按钮，用户浏览和选择适当的文件，但文件中数据的格式要求如下：

#试验数据文件

#所有的注释行需以#开始

#空白行将被忽略

#

#不以#开始的第一行，需包括用来表示读入处理器的每一列数据的变量名。

要注#意的是对于复变量的一对数据（实部和虚部）只用一个变量名表示，如下所示。

#其后的一行，可以为空白，也可为对该数据列的描述，如实部，虚部等。

#

#数据列中的数据可为任意格式，但每列需由逗号，或空格，或制表符分开。

#通常第一列数据被保留为不受约束的变量，如时间，频率

#

FREQTEST1TEST2

REALIMAGINARYREALIMAGINARY

1.00000E-02-128.320.177645.6480-4.47762E-03

2.00000E-02-150.080.364745.6712-8.99666E-03

3.00000E-02-163.120.572105.7097-1.35897E-02

4.00000E-02-147.630.813645.7629-1.82673E-02

5.00000E-02-133.901.10915.8298-2.29925E-02

6.00000E-02-172.381.48865.9080-2.76290E-02

对文件中的数据处理，用户有两种选择：

1.覆盖的图形信息：

如果仅想在同一幅图中将理论的或试验的数据与通过ANSYS有限单元法分析的结果数据对比，可使用此选择。

当用该方法时，通过显示一个覆盖数据的下拉菜单而引入数据集，选择下拉菜单中的一个数据集，引入的数据将覆盖当前显示的图形中的变量数据。

可选择NONE来不覆盖任何数据。

用该种方法引入的数据集来覆盖变量曲线表示的数据，可以非常明显的，而且形象的进行试验数据和有限元分析数据的对比。

2.线性插值法：

若想进行有限元分析的结果数据和试验或理论数据在相同的时间点上对比，可选择对FEA时间点插值选项。

该选项对试验数据进行线性插值，而计算得到在ANSYS时间/频率点上的结果数据。

然后该结果数据被作为一个时间历程变量存储，而且添加到变量观察器的变量列表。

这些新加的变量可象任何时间历程变量一样的被显示或操作，但必须确保线性插值对输入的数据有效。

另外，那些未经过插值的来自于文件的原始数据可在方法1中所讲的下拉列表中得到。

6.5.2批处理方式

可利用下面的任一种方式来将文件中的数据引入时间变量中去：

1.使用DATA命令从已格式化的文件中读取数据，文件格式见DATA命令。

2.从一任意格式的文件读取数据，文件由逗号，空格，或制表符分隔。

通过如下的两个步骤，可将数据存储为一个时间历程变量：

使用*TREAD命令将文件数据读入数组列表中，因为要先定义数组的大小，所以该步要求知道文件中数据点的数目。

使用VPUT命令将数组列表存储为时间历程变量，可一次将一个数组存储为一个时间历程变量。

3.如下的两个外部命令，可用来使将数据读取为时间历程变量更容易些。

1.eui,ansys:

:

results:

:

timeHist:

:

TREAD目录路径/文件名数组名，该命令可获的数据文件的大小，并以给的数组名创建一个数组列表，数组大小将由文件中的数据集数目来决定，然后将数据读入到数组中。

该命令必在下面这个命令之前使用。

2.eui,ansys:

:

results:

:

timeHist:

:

vputData数组名变量序号，该命令将假设以1）中所示的方法创建了数组。

然后命令将数组中存储的数据转化为时间历程变量，并且转化后的变量标识以所给出的变量序号开始。

例：

eui,"ansys:

:

results:

:

timeHist:

:

TREAD

d:

\test1\harmonic.prnTESTMID"

eui,"ansys:

:

results:

:

timeHist:

:

vputDataTESTMID5"

如上的第一个命令将将目录d:

\test1\下的文件harmonic.prn数据读入以TESTMID命名的数组列表中。

第二个命令将TESTMID数组中的数据引入到ANSYS的时间历程变量中，并以序号5开始存储，紧接着的数据集存储为变量6，等。

如果这些变量已经被定义，则将覆盖以前的定义。

6.6数据的输出

该功能允许用户将选定的时间历程变量输出到ASCII文件中或输出为APDL数组参数。

这样用户就可执行其他的功能调用，如传递数据到另一个应用程序中做进一步处理，或将数据转储为另一种易获取的格式。

6.6.1交互式

利用ExportData按钮可将变量观察器变量列表窗口中当前选定的变量输出到一个文件。

点击该按钮，用户有三种输出选项：

1.输出到文件：

该选项使用户可将选定的变量输出到ASCII文件中，可用来被其他的应用程序做进一步的处理。

其文件格式和在数据的输入中所讨论的格式一致。

数据在文件中可有两种格式：

逗号分隔（文件扩展名为.csv），或空格分隔（文件扩展名为.prn）。

一次可输出的数据条目被限制为4变量（变量为复数）加上时间变量，或9变量（变量为实数）加上时间变量。

并且变量观察器窗口中的变量名将做为输出文件中的数据列首的描述信息。

2.输出到APDL表中：

该选项使用户将时间变量数据存储到用户指定列表名的列表中，从而可以使用户利用ANSYS中的APDL扩展功能来对时间历程变量进行操作（如*VFUN，*VOPER，等），该表的索引（第0列）通常为独立变量，如时间，频率。

若有多个时间历程变量被输出，则它们将被存储在以列号1开始的连续列中。

若输出变量中存在复变量，则该复变量将占用两列，一列为实部，一列为虚部。

注：

若在变量观察器中选择多个时间历程变量输出，则按变量此刻在观察器中变量列表框中的显示顺序（从上到下）来顺序存储。

记录下该顺序由用户来完成。

3.输出到APDL数组中：

该选项使用户将时间历程变量输出到由用户指定的数组参数中，从而可以使用户利用ANSYS中的APDL扩展功能来对时间历程变量进行操作。

其中第一列被保留为独立变量使用，如时间，频率。

其他变量从第二列开始按序存储，顺序为变量在观察器窗口中的显示顺序。

6.6.2批处理方式

将时间历程变量输出到一个文件有两个步骤：

1.将变量输出到数组参数中。

VGET命令可将一个单独的时间历程变量输出到一个定义好大小（*DIM）的数组参数中，该数组的大小可由*GET,size,vari,nsets命令来得到。

2.一旦数组被填充完毕，可利用*VWRITE命令将数据输出到文件。

例：

NSOL,5,55,U,X

STORE,MERGE!

在节点55存储UX

*GET,size,VARI,,NSETS

*dim,UX55,array,size