【正文】 ?_s1數(shù)組：對應特定 α時求解得到各個節(jié)點上的最大拉應力值。 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 F. APDL綜合實例 求解結(jié)果 最后求解完畢后得到了一些最優(yōu)化結(jié)果：用 *status命令可以看到所有參數(shù)結(jié)果（這里我用每隔 5度進行一次分析求解）： My_Msita=40176。 。 ?在 ANSYS＿ MACROLIB環(huán)境變量目錄中保存那些任何人都可以進入的宏 。 ? 在 *IF 和 *ELSEIF命令中 ， 可以運用 AND， OR ， 或 XOR 比較符 。 ?確保 name不是一個有效的 ANSYS命令 。 ? 對定義隨時間變化的載荷和類似情況非常有用 ? 例如 ,表 FORCE可以表示力隨時間的變化關(guān)系，第零行表示時間值。 ?避免以下劃線開頭，這在 ANSYS 中另有它用。 ? 順序耦合 傳統(tǒng)方法使用兩種單元類型，將熱分析的結(jié)果做為結(jié)構(gòu)溫度載荷 + 當運行很多熱瞬態(tài)時間點但結(jié)構(gòu)時間點很少時效率較高 + 可以很容易地用輸入文件實現(xiàn)自動處理 ? 直接 + 新方法使用一種單元類型就能求解兩種物理問題 + 熱問題和結(jié)構(gòu)現(xiàn)象之間可實現(xiàn)真正的耦合 在某些分析中可能耗費過多的時間 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 ? 順序耦合涉及兩種分析 : 1. 首先做一個穩(wěn)態(tài) (或瞬態(tài) ) 熱分析 ?建立熱單元模型 ?施加熱載荷 ?求解并查看結(jié)果 2. 然后做靜力結(jié)構(gòu)分析 ?把單元類型轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)單元 . ?定義包括熱膨脹系數(shù)在內(nèi)的結(jié)構(gòu)材料屬性 . ?施加包括從熱分析得到的溫度在內(nèi)的結(jié)構(gòu)載荷 ?求解并查看結(jié)果 熱分析 結(jié)構(gòu)分析 溫度 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 1. 熱分析 ? 該過程在前面已有描述 . 2. 結(jié)構(gòu)分析 a) 返回到 PREP7， 把熱單元類型轉(zhuǎn)換成結(jié)構(gòu)類型 . ?Preprocessor Element Type Switch Elem Type ?或用 ETCHG 命令 注意 : 轉(zhuǎn)換單元類型時，將把所有的單元選項重新設臵回它們原來的缺省設臵 . 例如 , 若用戶在熱分析中使用的是 2D軸對稱單元，則需要在轉(zhuǎn)換后重新指定軸對稱選項 . 因此 ,一定要確保設臵正確的單元選項 : ?Preprocessor Element Type Add/Edit/Delete [Options] ?或使用 ETLIST 和 KEYOPT 命令 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 b) 定義結(jié)構(gòu)的材料屬性 (EX,等 .), 包括熱膨脹系數(shù) (ALPX). (若使用的是 ANSYS提供的材料庫，材料 的熱屬性和結(jié)構(gòu)屬性均已定義，該步可以省略 .) 注意 : 如果沒有定義 ALPX或?qū)⒃擁椩O臵為 0，則不能計算熱應變 . 用戶可以使用該項技巧 ? 關(guān)閉? 溫度的影響 ! c) 指定靜力分析類型 . 該步僅在熱分析類型為瞬態(tài)時使用 ?Solution Analysis Type New Analysis ?或使用 ANTYPE 命令 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 d) 施加結(jié)構(gòu)載荷并把溫度作為載荷的一部分 . ?Solution Loads Apply Structural Temperature From Therm Analy ?或使用 LDREAD 命令 e) 求解 . f) 查看應力結(jié)果 . 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 ? 直接耦合 通常只涉及用 耦合單元 的分析，該單元包括必要的自由度 . 1. 首先用以下耦合單元之一建立模型并劃分網(wǎng)格 ? PLANE13 (板實體單元 ) ? SOLID5 (六面體單元 ) ? SOLID98 (四面體單元 tetrahedron). 2. 在模型上施加結(jié)構(gòu)載荷、熱載荷及約束 . 3. 求解并查看熱分析結(jié)果和結(jié)構(gòu)分析結(jié)果 . 合并的 熱分析 結(jié)構(gòu)分析 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 ? 順序耦合 ? 對不是高度非線性的耦合情況 , 順序方法更有效，更靈活，因為可以相互獨立地執(zhí)行兩種分析 . ? 在順序熱 應力分析中，例如，在非線性瞬態(tài)熱分析之后可以緊接著進行線性靜力分析 . 然后可以 把熱分析中任意荷載步或時間點的節(jié)點溫度作為應力分析的載荷 . ? 直接耦合 ? 對耦合場的相互作用是高度非線性的情況，直接方法優(yōu)先，并且該方法在用耦合公式單一求解時是最好的 ? 直接耦合的例子包括壓電分析 , 有流體流動的共軛傳熱問題及電路電磁分析 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 第 六 章 APDL 基礎(chǔ) 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 ? UIDL、 APDL、 UPF三類二次開發(fā)方法 ?重點介紹 APDL。對于非線性問題，矩陣方法和載荷矢量耦合方法均需迭代。 使用寫入此物理環(huán)境文件時使用的文件名或標題（標題在物理環(huán)境文件的開頭）。 但在兩個物理分析中材料的性能都是隨溫度明顯變化的 ， 造成感應熱問題求解的復雜性 。m)3 能量 J (kg)(m)2/(s)2 1012 pJ (kg)(181。m)3 kg/(181。m)(s)2 功率 W (kg)(m)2/(s)3 1012 pW (kg)(181。MKSV 及181。 ? 例如：油罐，其它液體容器 ?熱和質(zhì)量的傳輸 ? 在兩點之間質(zhì)量傳輸（如在一個管子中）產(chǎn)生的熱量計算由一個一維單元完成 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 ANSYS 雙金屬片受熱變形 ? 耦合場分析考慮兩個或多個物理場之間的相互作用。 ? 穩(wěn)態(tài)分析 ? 忽略時間效應 ? 瞬態(tài)分析 ? 確定以時間為函數(shù)的溫度值等。這完全依賴于你所模擬的對象和模擬所采用的方式。但是，我們將盡力通過這次培訓為你提供指南。 ? 可模擬相變（熔化及凝固） 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 ANSYS 電磁分析 ? 電磁分析用于計算電磁裝臵中的磁場 ? 靜態(tài)磁場及低頻電磁場分析 ? 模擬由直流電源，低頻交流電或低頻瞬時信號引起的磁場。因為兩個物理場之間相互影響，所以單獨求解一個物理場是不可能的。MSVfA及的轉(zhuǎn)換系數(shù)。m)2/(s)3 力學從 MKS到 uMKSV的轉(zhuǎn)換系數(shù) 耦合場分析簡介 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 熱學從 MKS到 uMKSV的轉(zhuǎn)換系數(shù) 熱參數(shù) MKS 單位 量綱 乘以此數(shù) 獲得 181。m)(s)3 對流系數(shù) W/(m)2176。m)2/(s)2 電容 F (A)2(s)4/(kg)(m)2 1012 pF (pA)2(s)4/(kg)(181。 這就需要兩種物理分析的反復進行 。在讀入物理環(huán)境以前， ANSYS程序?qū)⑶宄龜?shù)據(jù)庫中所有的邊界條件，載荷，節(jié)點耦合，材料屬性，分析選項，約束方程。 表 42給出了 ANSYS/Multiphysics產(chǎn)品用于直接方法時所支持的不同類型的耦合場分析，以及每種類型所需要的耦合類型。 ? APDL 是 ANSYS 參數(shù)化設計語言 的 的縮寫 ,它是一種允許使用參數(shù)并能完成一系列任務的強大的程序語言。 ?參數(shù)名不分大小寫，如 ? RAD” 和 ? Rad” 是一樣的。 ?FORCE() = ?FORCE() = ?FORCE() = ?等 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 a. 數(shù)組參數(shù)類型 ?一個字符型數(shù)組是 1D, 2D,或 3D 的字符串矩陣 ?可用來存放文件名 ,自由度標識等 ?每個字符串不超過 8個字符。 可以在開始或所有處理器 （ PREP7， POST1， 等等 ） 中進行檢驗 。 ? IF,A,EQ,B,AND,C,GT,D,THEN ? 分枝以 *IF開始和 *ENDIF結(jié)束 。 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 e. 一般注意事項 問題說明 APDL細節(jié)內(nèi)容比較繁復，而且不和UIDL那樣各成體系， APDL的應用很多情況下都是和 UIDL、 UPF結(jié)合在一起應用的，甚至滲透到基礎(chǔ)分析中的各個環(huán)節(jié)中，可以說也是ANSYS的腳本基礎(chǔ)。 ?My_MinS1：最優(yōu)化位臵處的最大拉應力值。 ,用該最優(yōu)化建模圖形為： 第 七 章 ANSYS。 ?Mysmin：每次分析計算得到對應特定 α角時的孔邊最大拉應力。這里假設長圓長軸與水平方向夾角為 α。 ? 操作符為： THEN 運行隨后的命令塊 *EXIT 退出 DO循環(huán) *CYCLE 跳到 DO循環(huán)末端 ? 這些操作符只有當條件為真是才起作用 。 ?擴展名 .mac允許你運行宏如同運行一個命令一樣：只需敲入 name。 否則，取缺省值 . ? 例如 : force(1,1)=0,560,560,238.5,0 force(1,0)=1E6, force(0,1)=0 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 b. 怎樣定義數(shù)組 ? 對字符數(shù)組 , 不能以圖形方式填充字符串 ? 使用 ? =? 命令鍵入值 , 接著用 *STAT 顯示字符串 ? 每個字符串必須用單引號括起來 ? 例如 : dofs(1) = ‘ ux’, ‘ uy’, ‘ uz’, ‘ rotx’, ‘ roty’, ‘ rotz’ *stat,dofs 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 b. 怎樣定義數(shù)組 ?給數(shù)組賦值的其他方法 : ?用 *VFILL 命令或 (Utility Menu Parameters Array Parameters Fill)預定義函數(shù)賦值 ?躍階函數(shù) ?隨機函數(shù) ?等 ?從一個文件讀入數(shù)據(jù) : ?*VREAD 用于數(shù)值數(shù)組 ?*TREAD 用于數(shù)據(jù)表 ?或 Utility Menu Parameters Read from File ?從數(shù)據(jù)庫獲取 (下一步討論 ). 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 b. 怎樣定義數(shù)組 ? 正如 *GET 從數(shù)據(jù)庫獲取標量數(shù)據(jù)，可以用 *VGET 獲取數(shù)組信息 . ? 或 Utility Menu Parameters Get Array Data ? 先定義數(shù)組，然后獲取數(shù)據(jù) . ? 例如 : *dim,dispval,array,20,3 ! 20x3 array *vget,dispval(1,1),node,1,u,x ! UX of nodes 120 in column 1 *vget,dispval(1,2),node,1,u,y ! UY in column 2 *vget,dispval(1,3),node,1,u,z ! UZ in column 3 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 c. 獲取數(shù)據(jù)庫信息 ? 其他可獲取的數(shù)組信息類型 : ? 節(jié)點和關(guān)鍵點坐標 (當前坐標系 ) ? 單元屬性 , 體，面等 . ? 實體的選擇狀態(tài) (1 選上 , 0 未選上 ) ? 節(jié)點應力 ,應變 ,溫度梯度，熱通量等 ? 單元表數(shù)據(jù) ? 等 ? 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 c. 獲取數(shù)據(jù)庫信息 ?一旦定義了數(shù)組參數(shù) ,就可以對它們進行各種操作 ?Utility Menu Parameters Array Operations ?或使用 *VFUN, *VOPER, *VSCFUN, *VWRITE等命令 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 d. 數(shù)組操作 ? *VFUN 對單個數(shù)組操作 ? *vfun,b(1),sin,a(1) 等價于 b(j)=sin(a(j)) ? 其他操作包括 : ?自然對數(shù) , 常用對數(shù) , 指數(shù) ?平方根 , 排序 , 復制 ?局部坐標系與整體坐標系的相互轉(zhuǎn)換關(guān)系 ?路徑的切線和法線矢量 ?等 耦合場分析 ANSYS講義 —— 劉恒 d. 數(shù)組操作 ? *VOPER 對兩個數(shù)組參數(shù)操作。 ?避免使用 ANSYS 標識，如 STAT, DEFA, 和 ALL。 ? 從 ANSYS 數(shù)據(jù)庫中獲取信息 , 比如節(jié)點位臵或最大應力。 ?ANSYS/Professional軟件包只支持熱－電直接耦合 ?ANSYS/Emag軟件包只支持電磁場和電磁－電路直接耦合。 對于間接方法，使用不同的數(shù)據(jù)庫和結(jié)果文件，圖 3－ 1為用間接方法的典型順序耦合分析數(shù)據(jù)流程圖。 第一個物理分析的結(jié)果作為第二個物理分析的載荷 。m (kg)(181。m)2176。 K (kg)(m)/176。MKSv單位 量綱 長度 m M 106 181。