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ANSYS APDL参数化有限元分析技术及其应用实例(第二版)

中国水利水电出版社
    【作 者】李占营 阚川 等编著 【I S B N 】978-7-5170-5762-8 【责任编辑】张玉玲 【适用读者群】市场类图书 【出版时间】2017-09-13 【开 本】16开 【装帧信息】平装(光膜) 【版 次】第2版第1次印刷 【页 数】260 【千字数】372 【印 张】16.25 【定 价】49 【丛 书】万水ANSYS技术丛书 【备注信息】
图书详情

    本书主要分两大部分介绍和学习参数化设计语言APDL,1~15章主要介绍APDL语言的基本要素,16~19章重点介绍APDL的典型应用技术。基本要素包括支持APDL的菜单操作、变量、数组与表参数及其用法、数据文件的读写、数据库信息的访问、数学表达式、使用函数编辑器和加载器、矢量与矩阵运算、APDL Math、内部函数、流程控制、宏与宏库、定制用户图形界面,这些是APDL编程语言的组成部分,能很好地将ANSYS的命令按照一定顺序组织起来,并利用参数实现数据的交换和传递,实现有限元分析过程的参数化和批处理。APDL的应用除包括参数化建模、加载、求解、后处理等基本技术外,还包括专用分析系统开发、界面系统开发、Workbench中APDL的使用和自14.0以来APDL命令的开发演变历程。

    本书主要适合于已掌握ANSYS经典界面基本操作和Workbench工作环境的初级用户和部分中高级用户,是一本学习APDL的技术资料,是灵活掌握ANSYS专题分析技术的辅助资料,也是Workbench用户使用APDL语言的一本工具书。通过对本书的学习,读者会进一步提高有限元分析的分析手段和综合应用能力,进一步提高ANSYS软件的使用深度。

    本书在第一版参数化设计语言APDL基础知识及典型应用的基础上重点关注14.0版本以来ANSYS APDL技术的开发演变历史,加强对工程中常用APDL命令的说明,删除已停止开发和进入历史遗留功能的章节。

    自14.0版本以来,ANSYS APDL命令的开发侧重于程序的易用性、稳定性和效率,以及科研领域最新研究成果的工程应用,特别是在以下几个方面做了大量开发工作:通用接触功能、断裂力学、周期结构动力学、声学、并行求解等。

    第二版前言

    由2013年本书第一版的出版到现在,ANSYS软件经历了几个版本的发布,最新版本已经到18.0。在这几个版本的开发过程中,ANSYS APDL技术有了较大的变化,有适应企业研发的新功能发布,有更加成熟稳定的功能改善,也有一些被新技术所替代的技术进入历史遗留功能。因此,在ANSYS 18.0发布之际,作者对全书进行了再一次的修改、完善和更新。

    新增一章“APDL命令的演变”。这一章主要内容是ANSYS Mechanical从14.0到18.0版本,APDL命令的演变。通过对本章内容的熟悉,用户可以了解到:ANSYS在相关学科的最新开发进展,以及原有技术的逐渐成熟;已经淘汰的停止开发的软件技术,及对应的新技术。

    考虑到ANSYS设计探索及优化工具DesignXplorer的功能已经完全覆盖了ANSYS APDL的优化功能,而且18.0之后的ANSYS新版本将不再提供APDL优化功能。所以删除了原书中APDL优化技术相关内容,即原书第18章“基于APDL的有限元优化技术及其应用”和附录B“优化设计命令”。

    在新版本出版之际,感谢北京航空航天大学能源与动力工程学院阚川、张涛、吴勇军、崔伟、吴静、廖祜明、韩乐、侯文松、顾毅、刘华伟、王文在本书编写过程中的辛勤工作。

    由于时间仓促,加之本书内容新、书中涉及面广及作者水平有限,书中不足甚至错误之处在所难免,恳请广大读者批评指正。

    编 者

    2017年7月

    第二版前言
    第一版前言

    第1章 APDL参数化语言概论 1
    第2章 参数与参数菜单系统 2
    2.1 参数概念与类型 2
    2.2 参数的命名规则 2
    2.3 参数化操作环境介绍 3
    第3章 变量参数及其用法 6
    3.1 变量的定义与赋值 6
    3.1.1 利用命令*SET进行变量定义与
    赋值 6
    3.1.2 利用赋值号“=”进行变量定义与
    赋值 6
    3.1.3 利用变量定义菜单或命令输入窗口
    进行变量定义与赋值 7
    3.1.4 在启动时利用驱动命令进行变量
    定义与赋值 8
    3.2 删除变量 9
    3.3 数值型变量值的替换 9
    3.4 字符参数的用法 9
    3.4.1 字符参数的常见用法 10
    3.4.2 强制字符参数执行替换 10
    3.4.3 抑制发生字符参数替换 11
    3.4.4 使用字符参数的限制 11
    3.5 数字或字符参数的动态替换 12
    3.6 列表显示变量参数 12
    3.7 存储与恢复变量 13
    第4章 数组参数及其用法 15
    4.1 数组参数类型与概念 15
    4.2 定义数组参数 16
    4.3 赋值数组参数 18
    4.3.1 利用命令*SET或赋值号“=”给
    单个或多个数组元素赋值 18
    4.3.2 利用命令*VEDIT或按其等价菜单
    方式编辑数组 19
    4.3.3 利用命令*VFILL或者其等价菜单
    方式填充数组向量 19
    4.4 列表显示数组参数 21
    4.5 曲线图形显示数组参数列矢量 21
    4.6 删除数组参数 24
    4.7 存储与恢复数组参数 25
    第5章 表参数及其用法 26
    5.1 表参数的概念、定义、删除与赋值 26
    5.2 曲线图形显示表参数列矢量 29
    5.3 表插值及表载荷应用实例 29
    第6章 参数与数据文件的写出与读入 39
    6.1 使用命令*VWRITE写出数据文件 39
    6.2 使用命令*VREAD读取数据文件
    填充数组 42
    6.3 使用命令*TREAD读取数据文件
    并填充TABLE类型数组 43
    第7章 访问ANSYS数据库数据 47
    7.1 提取数据库数据并赋值给变量 47
    7.1.1 *GET提取命令 47
    7.1.2 与*GET等价的内嵌提取函数 49
    7.1.3 对象信息查询函数 53
    7.1.4 系统信息查询函数/INQUIRE 56
    7.1.5 获取_STATUS和_RETURN
    参数值 58
    7.2 批量提取数据库数据并赋值给数组 60
    第8章 数学表达式 64
    第9章 使用函数编辑器与加载器 66
    9.1 使用函数编辑器 66
    9.2 使用函数加载器 72
    9.3 使用函数边界条件加载及其应用实例 73
    9.3.1 使用函数边界条件加载 73
    9.3.2 使用函数边界条件加载应用实例 73
    第10章 矢量与矩阵运算 83
    10.1 矢量与矩阵运算设置 83
    10.2 矢量运算 87
    10.2.1 矢量间运算(*VOPER命令) 87
    10.2.2 矢量函数(*VFUN命令) 90
    10.2.3 矢量-变量运算(*VSCFUN
    命令) 92
    10.2.4 矢量插值运算(*VITRP命令) 93
    10.3 矩阵运算 94
    10.3.1 矩阵间运算(*MOPER命令) 94
    10.3.2 拷贝或转置数组矩阵(*MFUN
    命令) 96
    10.3.3 计算傅里叶级数(*MFOURI
    命令) 97
    第11章 APDL Math 99
    11.1 APDL Math使用过程 99
    11.2 矩阵和向量大小 100
    11.3 提取复标量值 101
    11.4 自由度排序 101
    11.5 创建用户自定义超单元 102
    11.6 矩阵运算使用建议 103
    11.7 APDL Math实例 104
    11.7.1 实例1:模态分析之后验证模态
    振型的正交性 104
    11.7.2 实例2:由.full文件读取矩阵和
    载荷向量并求解 104
    11.7.3 实例3:完全法谐响应扫频分析 105
    11.7.4 实例4:由.full文件进行非对
    称模态分析 105
    11.7.5 实例5:由.hbmat文件进行阻
    尼模态分析 106
    11.7.6 实例6:由.sub文件导入、修改
    并生成新的.sub文件 106
    第12章 内部函数 107
    第13章 流程控制 109
    13.1 *GO无条件分支 109
    13.2 *IF-*IFELSE-*ELSE-*ENDIF条件
    分支 110
    13.3 *DO-*ENDDO循环 113
    13.4 *DOWHILE循环 115
    13.5 *REPEAT重复一个命令 116
    13.6 流程控制命令快速参考 117
    第14章 宏文件与宏库 120
    14.1 APDL宏及其功能 120
    14.2 宏文件命名规则 121
    14.3 宏搜索路径 122
    14.4 创建宏文件的方法 123
    14.4.1 使用*CREATE创建宏文件 123
    14.4.2 使用*CFWRITE创建宏文件 126
    14.4.3 使用/TEE创建宏文件 127
    14.4.4 使用菜单Utility Menu>Macro>
    Create Macro创建宏文件 128
    14.4.5 用文本编辑器创建宏文件 129
    14.5 宏的局部变量 129
    14.5.1 宏命令行的输入变量 130
    14.5.2 宏内部使用的局部变量 131
    14.6 运行宏 132
    14.7 宏嵌套:在宏内调用其他宏 134
    14.8 使用宏库文件与运行宏库中的宏 135
    14.9 在宏中使用组和组件 136
    14.10 加密宏文件 137
    14.10.1 准备加密宏 138
    14.10.2 生成加密宏 138
    14.10.3 运行加密宏 139
    第15章 定制用户化图形交互界面 140
    15.1 单参数输入对话框 140
    15.2 多参数输入对话框 141
    15.3 调用ANSYS程序已有的对话框 143
    15.4 宏中实现拾取操作 144
    15.5 程序运行进度对话框 145
    15.6 宏运行的消息机制 147
    15.7 定制工具条与缩写 148
    15.7.1 定制用户化工具条按钮 149
    15.7.2 存储与恢复工具条按钮 151
    15.7.3 嵌套工具条缩写 153
    第16章 基于APDL的常规应用及其实例 154
    16.1 ANSYS程序的启动参数与启动文件 154
    16.2 驱动可执行文件 155
    16.3 利用工具条按钮调用宏 156
    16.4 读入和写出数据文件并实现多载荷
    步瞬态动力学求解实例 157
    16.5 参数化建模:创建标准零件/模型的
    通用宏 160
    16.6 参数化建模:连续变厚度板壳模型 166
    16.7 施加随坐标变化的压力载荷 168
    16.8 施加表载荷进行载荷插值求解 172
    第17章 基于APDL的专用分析程序二次
    开发实例 175
    第18章 Workbench中APDL的使用 189
    18.1 Workbench中使用Mechanical APDL
    的场景 189
    18.2 Commands使用预备知识 191
    18.2.1 Mechanical调用Mechanical
    APDL求解器原理 191
    18.2.2 Mechanical驱动Mechanical
    APDL方式 191
    18.2.3 Mechanical APDL文件系统 192
    18.2.4 使用Commands准备工作 192
    18.3 Mechanical使用Commands对象 194
    18.3.1 Commands重要工具 194
    18.3.2 Geometry分支 198
    18.3.3 Remote Points 200
    18.3.4 Connection分支 202
    18.3.5 Analysis分支 205
    18.3.6 Solution分支 208
    18.3.7 Commands输入输出参数 210
    18.4 Workbench中消声器声场分析 212
    18.4.1 引言 212
    18.4.2 问题定义 213
    18.4.3 操作步骤 213
    18.4.4 关键Commands说明 221
    18.4.5 进一步讨论 226
    第19章 APDL命令的演变 227
    19.1 14.0版本 227
    19.1.1 新增命令 227
    19.1.2 修改命令 228
    19.1.3 不说明命令 229
    19.1.4 存档命令 230
    19.2 15.0版本 230
    19.2.1 新增命令 230
    19.2.2 修改命令 231
    19.2.3 不说明命令 232
    19.3 16.0版本 232
    19.3.1 新增命令 233
    19.3.2 修改命令 233
    19.3.3 不说明命令 235
    19.4 17.0版本 236
    19.4.1 新增命令 236
    19.4.2 修改命令 236
    19.4.3 不说明命令 238
    19.5 18.0版本 238
    19.5.1 新增命令 238
    19.5.2 修改命令 239
    19.5.3 不说明命令 241
    附录A APDL命令 242
    附录B APDL通道命令 245
    参考文献 252





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