HyperMesh中利用ANSYS命令流的方法

HyperMesh是一款优秀的通用前处理软件，与主流的有限元分析软件都有接口，如ANSYS、LS-DYNA、ABAQUS等。鉴于有些有限元分析软件的前处理功能相对较弱，很多的CAEer选择使用HyperMesh与其他有限元求解器进行联合仿真。

笔者也经常使用HyperMesh做前处理，然后将求解文件
 

(CDB文件)导入ANSYS进行求解。由于一些原因，HyperMesh不能完整地为ANSYS制作一个CDB文件，有时需要我们在ANSYS中做进一步的处理后再进行计算，这样就降低了工作效率。比如：
 

问题一：

有时，我们想关掉ANSYS的单元形状检查(虽然这样做是ANSYS不建议的)，就必须在ANSYS中执行<SHPP,OFF,ALL>命令，这样就出现了一个问题：我们每次在ANSYS导入CDB文件之前，都必须先把单元形状检查关掉，这样一来让本不宽裕的计算时间雪上加霜……

问题二：

另外，笔者发现：HyperMesh为ANSYS创建MPC184单元时，只能设置K1（约束或连接单元类型）关键选项。比如：我们想使用MPC184单元建立一个刚性梁，设置完 K1=1 以后，有时还要设置它的K2关键选项（运动约束算法），这个是在HyperMesh中无法进行的，只能设置完K1以后，在ANSYS中再设置K2…

上面提到的2个问题，都可以在ANSYS导入CDB文件后使用命令流解决，但是比较浪费时间。

所以笔者就想：可不可以在HyperMesh中输入ANSYS的命令流，导出时包含在CDB文件中，可以直接被ANSYS读取呢？

经过不断尝试，还真发现了这个功能。即在求解控制卡片中设置：

01

UNSU_PREP7UNSU_PREP7

在生成有限元模型之前插入的命令。由于输出的CDB文件自带一条</PREP7>命令(如下图)，所以这个命令相当于在前处理中输入的命令。我们在这个卡片中输入ANSYS的命令流以后，这些命令流将被放置在CDB文件的最前端。

我们可以用这个控制卡片解决问题一：
 

由于我们设置停用单元形状检查时，需要在导入CDB文件之前，所以我们可以在卡片UNSU_PREP7中输入命令<SHPP,OFF,ALL>。由于卡片中的命令在前处理中被执行，所以我们不需要使用</PREP7>命令进入前处理。

打开输出的CDB文件，我们发现：使用UNSU_PREP7卡片输入的命令在第14行，位于产生节点（第18行）之前，所以这条命令将先被执行，即在导入单元数据之前就已经关闭了单元形状检查。

将CDB文件导入ANSYS，会收到ANSYS抛出的一个警告，说明ANSYS确实关闭了单元形状检查。

02

UNSU_ENDUNSU_END

执行完所有控制卡片之后插入的命令。我们在这个卡片中输入ANSYS的命令流以后，这些命令流将被放置在CDB文件的最后端。
 

我们可以利用该卡片来输入一些求解完成后需要执行的命令。比如计算完成后我们想直接显示计算结果，只需在分析中，插入UNSU_END卡片，并输入</POST1>和<PLNSOL,U,SUM>，表示
 

进入后处理并显示整**移结果，然后输出CDB文件。

打开输出的CDB文件，我们发现：使用UNSU_END卡片输入的命令在第183、184行，的确是CDB文件中的最后一条命令。

将CDB文件导入ANSYS，ANSYS求解完成后自动显示了整**移结果，完成了我们的目标。

03

UNSU_PREP_MIDUNSU_PREP_MID

在生成有限元模型之后、载荷步数据定义之前插入的命令。如此，我们就可以利用这张卡片对我们建立的有限元模型进行修改。

我们可以用这个控制卡片解决问题二：

我们在HyperMesh中使用MPC184单元建立了一个刚性梁(K1=1)模型，单元ID为4。为了验证UNSU_PREP_MID输入的命令在载荷步数据定义之前，我们也为该模型定义了1个约束

我们知道，MPC刚性梁单元的运动约束算法缺省为直接消去法(K2=0)，当我们想使用拉格朗日乘子法(K2=1)时，没办法在HyperMesh中直接定义定义关键选项K2，所以之前笔者都是先把CDB文件导入ANSYS然后再修改K2。现在我们尝试

使用UNSU_PREP_MID卡片对K2进行修改。

我们选择UNSU_PREP_MID卡片，在卡片中输入<KEYOPT,4,2,1>命令(这条命令的意思是将ID为4的单元的K2设置为1)，然后输出CDB文件。

使用

在ANSYS中导入CDB文件，打开MPC184单元的设置，我们发现，184单元的K2关键选项确实已经被修改为K2=1(拉格朗日乘子法)，完成了我们的目标。

04

UNSU_PREP_ENDUNSU_PREP_END：

在载荷步数据定义之后、执行其他控制卡片命令之前插入的命令。举个栗子：我们有时会在HyperMesh中设置其他的ANSYS控制卡片，如添加加速度的卡片ACEL、执行求解命令的SOLVE卡片等。使用UNSU_PREP_END输入的命令，将在执行这些控制卡片命令之前执行。

为了验证UNSU_PREP_END卡片命令插入的位置，我们为该模型也添加了/SOLU、ACEL和SOLVE控制卡片

我们选择UNSU_PREP_END卡片，同样在卡片中输入<KEYOPT,4,2,1>命令(这条命令的意思是将ID为4的单元的K2设置为1)，然后输出CDB文件。

打开输出的CDB文件，我们发现：使用UNSU_PREP_END卡片输入的命令在第68行，位于定义的约束(第66行)数据之后、执行其他控制卡片命令(第73、74、75行)之前。所以这条命令将先于其他控制卡片命令被执行，即在执行其他卡片命令之前完成了对刚性梁MPC184单元K2关键选项的修改。同样能帮助我们解决问题二。

在ANSYS中导入CDB文件，打开MPC184单元的设置，我们发现，184单元的K2关键选项确实已经被修改为K2=1(拉格朗日乘子法)，完成了我们的目标。

总结
     

1.UNSU_PREP7：用来输入在生成有限元模型之前的命令，所输入的命令位于CDB文件的最前端。

2.UNSU_END：用来输入CDB文件最后执行的命令，所输入的命令位于CDB文件的最后端。

3.UNSU_PREP_MID：在生成有限元模型之后、载荷步数据定义之前插入的命令。

4.UNSU_PREP_END：在载荷步数据定义之后、执行其他控制卡片命令之前插入的命令。

上图为4种卡片在CDB文件中的位置（各种命令的执行顺序）
     

上述所有操作，在HyperWorksX中仍然适用。

实际上使用者在HyperMesh中的操作，都被HyperMesh转换成ANSYS的命令流，记录在CDB文件中，这也是HyperMesh与ANSYS联合仿真的实质。由于笔者未找到上述4种卡片在官方帮助文件中的解释，上述内容均为笔者自行总结，因此可能会存在一定的错误或偏差，还望各位读者不吝指正。

至此，本文完。
 

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