ANSYS參數化建模

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,*,April 30,1999,M2-,*,*,設計優(yōu)化-,Release 5.5(001210),第二章,參數化建模,第二章,參數化建模,ANSYS,優(yōu)化的基本要求(拓樸優(yōu)化除外)就是要將模型參數化。,在此模型中,我們要:,A.,定義參數化模型,B.,復習某些,APDL,語言基礎,C.,按要求建立一個參數化模型并建立一個分析文件,D.,做一、二個課堂練習,2,參數化建模,A.,定義與目的,什么是參數化建模?,用,

2、參數,(,變量)而不是數字建立和分析的模型,通過簡單地改變模型中的某些參數值,就可建立和分析一個新的模型。,H1,H2,H1,A1,A1,A2,A2,A2,3,參數化建模,定義與目的,ANSYS,不僅允許你對幾何變量，而且還可對其他特征“參數化”，即：,材料特性,載荷,約束數,最大縱向變形,最低溫度,最大應力,4,參數化建模,定義與目的,基本要求是用作,DV,SV,和,OBJ,的那些量必須參數化。,例如：,如要體積最小(目標函數),則總體積必須作為一個參數。,如果高度,H1,設為設計變量,則模型的幾何參數必須建立一個,H1,項。,如果設計有一個壓應力(狀態(tài)變量)的限制作為約束條件,則 最大壓應

3、力必須作為一個參數。,5,參數化建模,定義與目的,每次進行優(yōu)化都要從參數化建模開始,。,參數化建模的“輸出”是分析文件,該文件作為優(yōu)化程序的“輸入”。,分析文件,搜尋設計域,進行優(yōu)化設計,初始設計,參數化建模和加載,求解,參數化結果,6,參數化建模,定義與目的,該,分析文件,包含完成參數化分析的,ANSYS,命令,:,建模,加載,求解,查看結果,7,參數化建模,定義與目的,在分析文件中要注意:,猶如.,log,文件一樣要將非重要命令,(,繪圖,列表,圖形控制等)移去。,把分析文件想象成優(yōu)化必須要,“,存儲”的參數化模型的一種格式。,優(yōu)化程序多次執(zhí)行分析文件,每次都用新的參數值。,因為參數化模型

4、中的那些參數很重要,我們將首先復習 一些,APDL,語言的基本概念。,8,參數化建模,B.APDL,語言基礎,什么是,APDL,語言?,APDL,是,ANSYS Parametric Design Language（ANSYS,參數設計語言）,的縮寫,一種腳本語言，可使模型參數化并使一般任務自動化。,用,APDL,語言,可以:,用參數而不是數字輸入模型尺寸,材料參數等。,從,ANSYS,數據庫提取信息,如接點坐標或最大應力值。,9,參數化建模,APDL,語言基礎,用,APDL,語言還可以,:,在參數間進行數學運算。,用數組參數創(chuàng)建向量和矩陣并對其操作。,對最常用的命令或宏定義縮寫字（快捷方式）

5、。,創(chuàng)建一個帶,if-then-else,分支，,do-loops,循環(huán)和用戶提示的宏來執(zhí)行一系列的任務。,10,參數化建模,APDL,語言基礎,本節(jié),將只集中介紹,APDL,語言的基本功能,:,如何定義參數,如何使用參數,如何從,ANSYS,數據庫提取信息及如何用此信息給參數賦值,APDL,語言的其他功能,請參考,“,APDL Programmers Guide,.,”,11,參數化建模,-,APDL,語言基礎,定義參數,要定義參數,用格式,Name=Value,可由輸入窗鍵入或用標量參數對話框,(,Utility Menu Parameters Scalar Parameters.,),N

6、ame,為參數名,8,個或更少字符,Value,可為一數,一個預定義的參數,一個數學函數,一個參數化表達式,或一個字符串。,12,參數化建模-,APDL,語言基礎,參數定義,例如:,inrad,=2.5,outrad,=8.2,numholes,=4,thick=,outrad,-,inrad,e=2.7e6,density=0.283,bb=,cos,(30),pi=,acos,(-1),g=386,massdens,=density/g,circumf,=2*pi*,rad,area=pi*r*2,dist=,sqrt,(y2-y1)*2+(x2-x1)*2),slope=(y2-y1)/

7、(x2-x1),theta=,atan,(slope),jobname,=proj1,13,參數化建模-,APDL,語言基礎,參數定義,一些命名規(guī)則:,參數名必須是由字母開頭的8個或8個以下字符的組合。,只允許字母,數字,和下劃線,“,_,”,。,避免下劃線 _ 作為起始字符存給,ANSYS,使用。,參數名,不,分,大小寫,即,“,RAD”,和“,Rad,”,是相同的。所有參數 內部都是以大寫形式存儲的。,避免使用通用的,ANSYS,標號，諸如,STAT,DEFA,和,ALL。,14,參數化建模-,APDL,語言基礎,使用參數,要,使用,一個參數,只要在對話框中或在命令中相應的域處輸入他的名字

8、。,例如,要定義一個矩形可用參數,w=10,和,h=5,可用菜單:,Preprocessor Create Rectangle By 2 Corners+,或命令:,/,prep7,blc4,w,h,15,參數化建模-,APDL,語言基礎,使用參數,注意,:,當使用一個參數時,ANSYS,立即替換其值。,前例中的矩形是以,10,x5,的面積,而不是作為,w x h,保存的,。,也就是說,當矩形產生后，如果要改變,w,或,h,的值,此面積不會被改變,。,大多數參數是會被替換的，這也就是為什么要用命令文件(即分析文件)的形式存貯參數化模型的理由。,16,參數化建模-,APDL,語言基礎,使用參數,

9、使用參數的其他例子:,jobname,=proj1,/,filnam,jobname,!,作業(yè)名,/,prep7,ex=30e6,mp,ex,1,ex!,楊氏模量,force=500,fk,2,fy,-force!,作用在,KP 2,點的力,fk,6,fx,force/2!,作用在,KP 6,點的力,17,參數化建模-,APDL,語言基礎,獲取數據庫信息,數據庫信息的獲取和給參數賦值,可用*,GET,命令，或,Utility Menu Parameters Get Scalar Data.,有大量的信息,包括模型和結果數據,。,詳見*,GET,命令的描述。,18,參數化建模-,APDL,語言基

10、礎,獲取數據庫信息,例如:,*,get,x1,node,1,loc,x!x1=X coordinate of node 1 CSYS*,/post1,*get,sx25,node,25,s,x!sx25=X stress at node 25 RSYS*,*get,uz44,node,44,u,z!uz44=UZ displacement at node 44 RSYS*,nsort,s,eqv,!Sort nodes by von,Mises,stress,*get,smax,sort,max!,smax,=maximum of last sort,etable,vol,volu,!Stor

11、e element volumes as,vol,ssum,!Sum all element table columns,*get,totvol,ssum,vol,!,totvol,=sum of,vol,column,*CSYS=,在激活的坐標系中(,CSYS),RSYS=,在激活的結果坐標系中,(RSYS),19,參數化建模-,APDL,語言基礎,獲取數據庫信息,有些數據可用,get,函數獲取,例如:,x1=,nx,(1)!x1=,接點 1,CSYS*,處的,X,坐標,nn,=node(2.5,3,0)!,nn,=,在(2.5,3,0),CSYS*,或臨近處的接點,/post1,ux25=

12、,ux,(25)!ux25=,接點25,RSYS*,處的,UX,temp93=temp(93)!temp93=93,接點的溫度,width=,distnd,(23,88)!width=23,和 88 接點間的距離,*,CSYS=,在激活的坐標系中,(CSYS),RSYS=,在激活的結果坐標系中,(RSYS),20,參數化建模-,APDL,語言基礎,獲取數據庫信息,可在一個字段處直接用,get,函數,就象一個參數一樣.例如:,k,10,kx,(1),ky,(3)!KP 10,用,KP 1,處的,X,值，,KP 3,處的,Y,值,CSYS*,k,11,kx,(1)*2,ky,(3)!CSYS*,f

13、,node(2,2,0),fx,100!,接點(2,2,0),CSYS*,處的力,FX,*CSYS=,在激活的坐標系中,(CSYS),21,參數化建模-,APDL,語言基礎,獲取數據庫信息,APDL,語言小結:,定義參數可用格式：,Name=Value.,Value,可以是一個數,一個預先定義的參數,一個數學函數,一個 參數表達式,或一個字符串。,可用*,GET,命令 或,get,函數從,ANSYS,數據庫中獲取數據.,從,ANSYS,存儲數據的實際格式中獲取數據,(,數字或字串),不用參數名的形式,.,22,參數化建模,C.,過程/指導,一個參數化模型建立和分析的過程除在需要的地方使用參數之

14、外,與通常的,ANSYS,分析沒有什么兩樣,:,1.,定義參數,2.,在需要的地方用參數建立模型,3.,加載并在需要的地方使用參數求解,4.,查看結果和參數化要求的數據,5.,建立分析文件,23,參數化建模,過程/指導,第1步-定義參數,用標準格式,Name=Value,定義參數,可在輸入窗中或在標量參數對話框中進行,(,Utility Menu Parameters Scalar Parameters,.,)。,在這一步中，無須定義所有的參數,可將所有參數的定義放在以后的編輯中輕易地一起進行,(,如有必要的話)。,用作,DVs,的參數，其值的定義只用于初始設計。,24,參數化建模,過程/指導

15、,第2,3步-用參數建模,分網和加載,在需要的地方用參數而不是數字建模。,建模和加載要避免使用交互圖形或實體號操作,特別是在布爾操作后。要用選擇邏輯，組件名，或,get,函數。,注意:,圖形檢出器總是要在命令中加入實體號,，,即使用“,Pick All”,命令或鍵入一個參數名也是如此。,因為實體號在優(yōu)化過程中會改變,所以最好避免在參數化建模的時候使用圖形檢出的方法來選取實體。,25,參數化建模,過程/指導,例如,不,推薦在參數化模型中使用以下方法(除非是非常簡單的情況):,SFL,4,PRES,500!,壓力加在 4號線上,F,32,FY,-7500!,力加在 32節(jié)點處,而要,使用選擇邏輯或

16、,get,函數:,LSEL,S,LOC,!,由位置選線,SFL,ALL,PRES,500!,在所有選擇線上加壓力,LSEL,ALL,F,NODE(1.5,3,0),FY,-7500 !,由,get,函數得到節(jié)點號,26,H1,H2,A1,A2,A3,參數化建模,過程/指導,記住：你可以用參數化表達式 和,/,或,if-then-else,分支來修改參數。,例如:,如直徑,diameter,定義為一個參數,在用,CYLIND,或,CYL4,命令時，可以用,diameter/2,來定義一個圓柱體。,如果構架橋用1/2對稱法建模,對稱平面上的縱桿橫截面積應為,A2/2.,27,參數化建模,過程/指導,如果在一個殼模型中，厚度,thk,定義為參數，且只有三個殼厚可用,(,即,1/8”,3/16”,1/4”),則可有如下,if-then-else,結構:,et,1,63!,殼單元類型,*,if,thk,lt,2.5/16,then,thk,=1/8!,用 1/8,if,thk,3.5/16,*else,thk,=3/16!,否則用 3/16,*,endif,r,1,thk,!,定義殼厚,28,參