ANSYS计算结果难题攻克:APDL经典命令实战应用

1、让你的ANSYS模型“舞”起来

ANSYS计算结果的动画可采用ANTIME、ANMODE、ANCN TR、ANHARM等自动生成动画,使结果展示更加生动直观,相信使用ANSYS的都会制作。

然而,几何模型或有限元模型则无动画显示功能,有时为展示模型本身,会从多个角度截取图片。那么,模型能否也可制作动画呢?答案是肯定的。利用ANSYS的图形存储命令/SEG可以实现此功能,让你的模型动起来。具体过程详见命令流中及其注释,动画上传总是失败,自己生成不要观看吧。

Finish$/clear$/prep7

!简单的创建几何模型以减少篇幅

blc4,0,0,4,2,5

cyl4,2,4,1,,2,,4

!关闭图例信息

/plopts,info,off

!以下开始制作模型动画

!删除当前储存的图形

/seg,dele

/seg,multi,jhdh,1 !独立存储且不覆盖,文件名为jhdh

/auto,1 !自动计算与图形区合适显示方式

!正视

/view,1,0,0,1$vplot

!侧视

/view,1,1$vplot

!俯视

/view,1,,1$vplot

!D视图

/view,1,1,1,1$vplot

!循环36次,每次改变10度视角

*do,i,1,36$/ang,1,10,ys,1$/replot$*enddo

!关闭图形存储操作,保存为jhdh.avi文件

/seg,off$/anfile,save,jhdh,avi

其实比较简单,一旦进入模型动画制作过程,所有的xPLOT(x=KLA VNE)绘制的图形都将进入动画序列,按显示过程形成一部连续的动画。

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图2

2、用一个命令解决ANSYS数据列表分页

早年初学ANSYS时,经常用到xLIST(如NLIST、ELIST、KLIST、LLIST、ALIST、VLIST等命令)和PRxSOL(如PRNSOL、PRESOL、PRRSOL、PRETAB、PRPATH)等列表命令,并希望将这些内容保存到TXT文件中,然后再导入EXCEL中处理。但是这些列表输出的内容总是有标题或列名而影响导入EXCEL中,或者导入后再删除一些符号内容,当数据量很大时就比较麻烦。

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图4

并且因低版本的功能问题,有些总不能实现,然后就放弃了这种方法,而是直接编程按自己的格式输出到TXT文件,接着再导入EXCEL中。高版中,一些问题得到了解决,这里介绍一下使用方法。

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图6

命令有两个,即/PAGE和/HEADER命令,一般可采用缺省的题头设置,主要采用/PAGE命令解决问题,该命令为:

/PAGE,ILINE,ICHAR,BLINE,BCHAR,COMMA

其中ILINE为每屏或每页显示行数,缺省为24行;ICHAR屏显每行字符数,缺省为80个;BLINE为每页显示行数,缺省为56;BCHAR为页显每行字符数,缺省为132;COMMA设置NLIST和ELIST用“逗号”分隔数据。页显为OUTPUT输出,屏显为GUI的屏幕输出,但有时也并一定。

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l  对xLIST,采用“/PAGE,20000”设置可以解决问题。即数据中间无符号输出而是纯数据,可以设置ILINE行数便可,如采用20000行设置或更大。然后将屏幕窗口显示的数据保存到TXT文件,再导入EXCELL处理。如NLIST的节点坐标、ELIST的单元信息、KLIST的关键点坐标等。

l  对PRNSOL等命令,采用上述的ILINE定义无效(即/PAGE,20000无效),需采用BLINE设置。但是对每行超长时(如不带任何参数的PRNSOL)设置字符长度数字也无效(奇怪)。

l  对于行数据连成一体问题,用/FORMAT命令解决,如“/FORMAT,,E,15,5”。

结合上述三条,建议如下设置解决数据连续显示和数据间隔问题:

/PAGE,20000,132,20000,132

/FORMAT,,E,15,5

演示命令流如下:

FINISH$/CLEAR$/PREP7$A=0.8

B=1.0$L=8$BLC4,0,0,A,B,L

ET,1,SOLID185

MP,EX,1,2E11$MP,PRXY,1,0.3

ESIZE,0.2$VMESH,ALL

DA,1,ALL$SFA,4,1,PRES,1E5

/SOLU$SOLVE$/POST1

/PAGE,DEFA!缺省设置

NLIST!图1(A)

/PAGE,20000!屏显2万行

NLIST!图1(B)

PRNSOL,U!图2(A)

/PAGE,20000,,20000!页显2万行

PRNSOL,U!图2(B)

PRNSOL,S!图3(A)

/FORMAT,1,E,15,5

PRNSOL,S!图3(B)

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图9

3、搞定头疼的BEAM189结果提取问题

BEAM189单元被广泛应用于杆系结构中,且该单元的计算结果十分丰富。然而,在后处理时经常被复杂的结果提取或输出所羁绊,十分令人头痛。本文结合实例,详细介绍BEAM189的单元结果提取方法和技巧。

为与单元节点等区分,同时也为阅读HELP方便,BEAM189的截面信息中统一用栅格(cell)、栅点(section node)、角栅点(section coner node)、RST角栅点(RST section nodes)(只有这些RST角栅点才提供结果,也可说是结果角栅点)等名字。

l  获取截面信息编号与提取截面特性—基本信息

以图1所示的工字型截面悬臂梁为例,提取截面的各种信息。

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图11

图1 悬梁臂及工字截面尺寸(单位:mm)

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图13

图2 截面形状和截面特征

主要利用*GET的SECP项命令提取截面的各种特性数据,利用SECPLOT命令图显截面栅格和栅点编号,利用SLIST命令列表显示截面信息编号和坐标数据,更详细的解释见命令流中。主要信息如图2和图3所示。

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图15

图3 工字截面栅格、栅点、积分点及RST角栅点编号

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图17

图4 BEAM189输出的部分项

l  提取常规的单元结果—杆件级

在单元HELP的输出列表中给出如图4所示的项目及其序号,现在来看表前半部分的提取方法。采用单元表ETABLE定义可定义这些结果项,然后通过单元表提取结果。如:“ETABLE,MYI,SMISC,2$ETABLE,MYJ,SMISC,15$PLLS,MYI,MYJ”绘制MY云图(图5)等。这种通过单元表提取常规结果的方法,大家都比较熟悉,这里从略。

30.jpg

ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图19

图5 单元表内力云图

l  截面的结果数据-像实体单元那样绘制结果云图并提取—截面级

在当前版本中,可打开单元形状,依据依据单元坐标系,采用PLNSOL命令或PLESOL命令绘制应力、应变等各种云图,如图6所示,但这种应力不能采用单元表提取,也不能像实体单元那样直接提取节点的应力结果。但可采用*GET命令的SECR提取几乎所有结果,如应力、应变及其组合等。

如提取第1个单元的最大SX的命令为:*GET,E1SXMA,SECR,1,S,X,MAX,更详细的见命令流中。

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图21

图6 各种应力云图

ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图22

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l  截面栅格和栅点的结果提取—截面点级

选取悬臂根部的单元,打开单元形状和应力值开关,绘制SX应力云图如图7所示。图7(a)中给出了单元的结果云图,并给出两个截面上某些部位的结果数值,这些结果数值的提取就涉及栅格和栅点结果(图4表中的下半部分CI、DI、EI、AI、BI等项)。

CI和CJ中的I和J分别表示单元I节点截面和J节点截面,CI和CJ表示RST角栅点结果(均值);而DI和DJ表示截面积分点的结果(非平均);更多的如AI、BI、EI等详见HELP。CI和CJ数值如下:

CI=(NN-1)*3+COMP

CJ=(NNMAX+NN-1)*3+COMP

其中NN为RST角栅点编号(图3(d)),NNMAX为RST角栅点总数(本例为18),COMP应力或应变分量方向,如COMP=1表是XX,COMP=2表示XY,COMP=3表示XZ等。

对于给定的RST角栅点编号,如NN=15(图1中的C点),表示I和J截面的XX向数值时CI和CJ分别为:

CI=(15-1)*3+1=43

CJ=(18+15-1)*3+1=97

然后定义单元表和绘制云图命令如下:

ETABLE,N15SXI,LS,43

ETABLE,N15SXI,LS,97

PLLS,N15SXI,N15SXJ

选取一个单元和所有单元的第15号RST角栅点SX云图如图7(b)和图7(c)。提取数据可采用单元表的结果的提取方法(需要获知是第几个单元表),或者在提取单元结果中引用单元表名方法(推荐,不宜错)。

采用DO循环和数组可以提取所有单元的所有角栅点的所有结果项,保存在数组并输出到文件。梁截面栅格和栅点的结果,已经接近实体单元的结果项目,大大丰富了梁单元结果输出。

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ANSYS计算结果那些难事,APDL经典命令让你的模型“舞”起来的图25

图7 截面应力云图与RST角栅点应力

l  非线性或时程分析时ESOL提取结果

当存在多个结果点时,如非线性静力分析或动力分析等,可以采用ESOL命令(高版本提供)定义与单元表相关的命令项,如此一来则很容易获得截面、或某个角栅点的结果时程。与单元表相关的有SMISC、NMISC、LS、LEPEL、LEPTH、LEPPL、LEPCR、LBFE等命令项。

如定义单元1的第15号角栅点的SX为变量3,命令为“ESOL,3,1,,LS,43”,更详见的用法见命令流中。通过所定义的变量输出到文件就比较简单了,也就是提取了这些结果。

!===============================

!悬臂工字梁的BEAM189计算结果输出

FINISH$/CLEAR$/PREP7

ET,1,BEAM189,,,,2

MP,EX,1,2.1E5$MP,PRXY,1,0.3

SECTYPE,1,BEAM,I

SECDATA,200,200,300,16,16,12

!1==========================

!图显截面和截面特性

SECPLOT,1!如图2所示

!命令提取截面信息

*GET,AREA1,SECP,1,PROP,AREA

*GET,IY

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