ANSYS命令前处理MP Table Commands.docx
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ANSYS命令前处理MP Table Commands.docx
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ANSYS命令前处理MPTableCommands
第6章
ANSYS命令:
前處理
ANSYSCommands:
Preprocessing
L,P1,P2,NDIV,SPACE147
CIRCLE,PCENT,RAD,PAXIS147
LARC,P1,P2,PC,RAD147
LFILLT,NL1,NL2,RAD147
SPLINE,P1,P2,...,P6,...147
BSPLIN,P1,P2,...,P6,...147
LLIST,NL1,NL2,NINC147
LPLOT,NL1,NL2,NINC147
A,P1,P2,...,P18149
AL,L1,L2,...,L10149
ADRAG,NL1,...,NL6,NLP1,...,NLP6149
AROTAT,NL1,...,NL6,PAX1,PAX2,ARC149
AFILLT,NA1,NA2,RAD149
ALIST,NA1,NA2,NINC149
APLOT,NA1,NA2,NINC149
V,P1,P2,...,P8150
VA,A1,A2,...,A10150
VEXT,NA1,NA2,NINC,DX,DY,DZ,RX,RY,RZ150
VDRAG,NA1,...,NA6,NLP1,...,NLP6150
VROTAT,NA1,...,NA6,PAX1,PAX2,ARC150
VLIST,NV1,NV2,NINC150
VPLOT,NV1,NV2,NINC150
RECTNG,X1,X2,Y1,Y2152
PCIRC,RAD1,RAD2,THETA1,THETA2152
RPOLY,NSIDES,LSIDE,MAJRAD,MINRAD152
BLOCK,X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2152
CYLIND,RAD1,RAD2,Z1,Z2,THETA1,THETA2152
SPHERE,RAD1,RAD2,THETA1,THETA2152
TORUS,RAD1,RAD2,RAD3,THETA1,THETA2152
AADD,NA1,NA2,...,NA9153
AINA,NA1,NA2,...,NA9153
AINV,NA,NV153
ASBA,NA1,NA2,SEPO,KEEP1,KEEP2153
ASBL,NA,NL,,KEEPA,KEEPL153
ASBV,NA,NV,SEPO,KEEPA,KEEPV153
AGLUE,NA1,NA2,...,NA9153
AOVLAP,NA1,NA2,...,NA9153
VADD,NV1,NV2,...,NV9153
VINV,NV1,NV2,...,NV9154
VSBV,NV1,NV2,SEPO,KEEP1,KEEP2154
VSBA,NV,NA,SEPO,KEEPV,KEEPA154
VGLUE,NV1,NV2,...,NV9154
VOVLAP,NV1,NV2,...,NV9154
第6.3節元素屬性命令156
ElementAttributesCommands156
6.3.1元素屬性表156
6.3.2ETTableCommands157
ET,ITYPE,Ename,KOP1,KOP2,...,KOP6157
KEYOPT,ITYPE,KNUM,VALUE157
ETLIST,ITYP1,ITYP2,INC157
6.3.3MPTableCommands158
MP,Lab,MAT,C0,C1,C2,C3,C4158
MPLIST,MAT1,MAT2,INC158
TB,Lab,MAT,NTEMP,NPTS158
TBTEMP,TEMP158
TBDATA,STLOC,C1,C2,C3,C4,C5,C6158
TBPT,,X,Y158
TBLIST,Lab,MAT158
TBPLOT,Lab,MAT158
MP,...!
InputYoung’smodulus159
TB,...!
Specifymaterialmodel159
TBTEMP,...!
Thefirsttemperature159
TBDATA,...!
Othermaterialparameters159
TBTEMP,...!
Thesecondtemperature159
R,NSET,R1,R2,...,R6159
RMORE,R7,R8,...,R12159
RLIST,NSET1,NSET2,NINC159
TYPE,ITYPE160
MAT,MAT160
REAL,NSET160
ESYS,KCN160
KATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS160
LATT,MAT,REAL,TYPE160
AATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS160
VATT,MAT,REAL,TYPE,ESYS160
N,NODE,X,Y,Z161
FILL,NODE1,NODE2,NFILL,NSTRT,NINC,ITIME,INC,SPACE161
NGEN,ITIME,INC,NODE1,NODE2,NINC,DX,DY,DZ161
NLIST,NODE1,NODE2,NINC161
NPLOT,KNUM161
N,1,1!
Firstnode162
N,10,10!
Lastnode162
FILL!
Intermediatenodes162
E,I,J,K,L,M,N,O,P162
EN,IEL,I,J,K,L,M,N,O,P162
EGEN,ITIME,NINC,IEL1,IEL2,IEINC162
ELIST,IEL1,IEL2,INC162
EPLOT162
DESIZE,...164
SMRTSIZE,SIZLVL164
ESIZE,SIZE,NDIV164
KESIZE,NPT,SIZE,FACT164
LESIZE,NL,SIZE,ANGSIZ,NDIV,SPACE164
MSHAPE,KEY,Dimension164
MSHMID,KEY164
MSHKEY,KEY164
LCCAT,NL1,NL2164
ACCAT,NA1,NA2164
KMESH,NP1,NP2,NINC166
LMESH,NL1,NL2,NINC166
AMESH,NA1,NA2,NINC166
VMESH,NV1,NV2,NINC166
GCGEN,Ccomp,Tcomp166
第6章
ANSYS命令:
前處理
ANSYSCommands:
Preprocessing
這一章介紹preprocessing命令。
請你回顧Figure5-2,我們把preprocessing的命令區分成solidmodeling、elementattributes、meshgeneration三大類。
Solidmodeling可以使用bottom-up及top-down兩種方法,所以我們依此將命令分成兩類:
與bottom-upapproach有關的keypoints、lines、areas、volumes,和與top-downapproach有關的primitives、booleans。
Meshinggeneration則可以使用directgeneration或auto-meshing兩種方法,所以我們也依此將命令細分成兩類:
與directgeneration有關的nodes、elements命令,和與auto-meshing有關的meshsize/shape、auto-meshing命令。
如此,preprocessing的命令分為5類,分述於5節中:
第1節是solidModeling中與bottom-upapproach有關的命令,第2節是solidModeling中與top-downapproach有關的命令,第3節是ElementAttributesCommands,第4節是meshgeneration與directgeneration有關的命令,第5節是meshgeneration中與auto-meshing有關的命令。
第6.1節建立實體模型:
Bottom-upApproach
SolidModeling:
Bottom-upApproach
6.1.1KeypointsCommands
01
02
03
K,NPT,X,Y,Z
KLIST,NP1,NP2,NINC
KPLOT,NP1,NP2,NINC
K命令(第1行)是去建立一個keypoint,NPT是這個keypoint的編號,X,Y,Z是座標值(參照目前的ActiveCS)。
再次提醒你,在ANSYS中的命令說明書中或文字輸出時,座標一律以X,Y,Z來表示,可是它們並不一定表示直角座標;如果是圓柱座標的話(Figure5-7b),X,Y,Z必須解釋成R,θ,Z(或R,Y,θ);如果是圓球座標的話,X,Y,Z必須解釋成R,θ,φ。
KLIST(第2行)是以文字方式列出你所定義的keypoints,顯示的座標值是參照目前的DisplayCS。
KPLOT(第3行),把這些keypoints畫出在GrapgicsWindow上;不過當這些keypoints被畫出來時,通常只是一些小點,肉眼很難辨識,所以最好是在每個點的旁邊再標出編號(在KPLOT命令之前使用/PNUM命令)。
6.1.2LinesCommands
01
02
03
04
05
06
07
08
L,P1,P2,NDIV,SPACE
CIRCLE,PCENT,RAD,PAXIS
LARC,P1,P2,PC,RAD
LFILLT,NL1,NL2,RAD
SPLINE,P1,P2,...,P6,...
BSPLIN,P1,P2,...,P6,...
LLIST,NL1,NL2,NINC
LPLOT,NL1,NL2,NINC
L命令(第1行)是定義一線段,起迄點是編號P1及P2的keypoints。
當你定義此線段時,你可以利用參數NDIV及SPACE去指定將線段切割成NDIV段,及切割的spaceratio。
所謂spaceratio是切割後,最後一段(靠近P2的一段)與第一段(靠近P1的一段)長度的比值,而中間線段則依此漸變;換句話說,spaceratio小於1時,線段切割是越來越細;反之,spaceratio大於1時,線段切割是越來越粗。
但你在使用L命令時,並不一定要輸入這些參數(NDIV及SPACE),你可以在完成solidmodeling以後,再來處理這些meshing的事情。
L命令是定義一線段,但是並不一定是直線段,而是依當時的ActiveCS而定──當使用直角座標時的確會產生直線,但若是使用其它的CS,則不一定是直線。
譬如說在圓柱座標(R,θ,Z)時,假設P1=(1,0,0),P2=(1,90,0),則L,P1,P2命令就會產生一個圓弧。
廣泛而言,L命令在P1(假設座標是X1,Y1,Z1)與P2(假設座標是X2,Y2,Z2)兩個點之間是如此產生線段的:
當X座標由X1增加至X2的同時,Y座標也是由Y1依比例增加至Y2,Z座標也是由Z1依比例增加至Z2。
CIRCLE命令(第2行)可以用來定義一個圓,PCENT是圓心,RAD是指半徑;如果該圓不是在X-Y平面的話,還要輸入PAXIS去定義通過圓心的軸,PAXIS省略的話,內定的圓心軸是垂直於WP。
CIRCLE命令最後面還有幾個參數可以用來定義圓弧,但是下一個命令(LARC)可能較方便。
LARC(第3行)是去定義一個圓弧,圓弧的起點P1、終點P2,半徑是RAD;因為若只有這3個參數會定義出兩個可能的圓弧,所以PC是用來定義圓弧的凹方向是在那一邊。
LFILLT(第4行)是在NL1及NL2兩個lines之間產生一個半徑是RAD的圓角
SPLINE及BSPLIN兩個命令(第5、6行)都是在產生稱為splines的圓滑曲線,通過P1、P2、…、P6等最多六個點。
這兩個命令不一樣的地方在於,SPLINE命令產生出來的曲線是許多獨立的線段,而BSPLIN命令產生出來的是單一的曲線。
兩個命令的最後還有幾個參數可以去指定曲線頭尾的斜率。
LLIST命令(第7行)把所定義的lines列印出來。
LPLOT命令(第8行)是把所定義的lines畫出來。
6.1.3AreasCommands
01
02
03
04
05
06
07
A,P1,P2,...,P18
AL,L1,L2,...,L10
ADRAG,NL1,...,NL6,NLP1,...,NLP6
AROTAT,NL1,...,NL6,PAX1,PAX2,ARC
AFILLT,NA1,NA2,RAD
ALIST,NA1,NA2,NINC
APLOT,NA1,NA2,NINC
A命令(第1行)是由keypoints來定義一個area,這些keypoints必須在一個平面上(當使用非直角座標系統時,所謂「平面」是廣義的[Ref.5,A]),輸入時必須依順時針或逆時針的順序,這個順序也用來決定area的「正面」方向(依右手規則)。
在產生area之前,keypoints間會先產生「直線段」作為area的邊界,但是如果keypoints間已經有lines存在,則會直接以現存的lines作為area的邊界。
AL命令(第2行)是由lines去定義一個area,亦即用這些lines去圍成一個area;這些lines必須在一個「平面」上,順序可以任意排列,但是必須要有意義,比如某些lines沒有連接在一起,或是互相交叉,這些都會出現錯誤訊息,基本上這些lines必須要形成一個simplyconnectedclosedcurve[Ref.5,AL]。
我們知道一條線段往某一方向拖拉(drag)可以「掃」(sweep)出一個area出來。
ADRAG命令(第3行)就是基於這種構想來產生一個area;NL1,NL2等連接線段定義出欲被拖拉的線段,而NLP1,NLP2等定義出拖拉的路徑(path)。
AROTAT命令(第4行)和ADRAG類似,但是AROTAT是對著某一軸做旋轉來產生一個area,PAX1和PAX2兩個keypoints定義出旋轉軸(方向依右手規則),ARC(degree)則定義其旋轉角度。
關於ADRAG與AROTAT有一點特別要強調的:
這些欲被拖拉或旋轉的lines上,如果已經有定義了elements,那麼這些1D的elements也會隨著「長」成2D的elements,關於這點,我們在解說VDRAG及VROTAT命令時再舉例說明可能會比較清楚。
因為通常由1D的元素「長」成2D元素的應用比較少,而由2D的元素「長」成3D元素的應用會比較多。
AFILLT命令(第5行)是在兩個areas間去產生一個圓角面。
ALIST命令(第6行)把所定義的areas列印出來。
APLOT命令(第7行)是把所定義的area畫出來。
6.1.4VolumesCommands
01
02
03
04
05
06
07
08
09
V,P1,P2,...,P8
VA,A1,A2,...,A10
VOFFST,NAREA,DIST
VEXT,NA1,NA2,NINC,DX,DY,DZ,RX,RY,RZ
VDRAG,NA1,...,NA6,NLP1,...,NLP6
VROTAT,NA1,...,NA6,PAX1,PAX2,ARC
VSWEEP,VNUM,SRCA,TRGA,LSMO
VLIST,NV1,NV2,NINC
VPLOT,NV1,NV2,NINC
V命令(第1行)是由keypoints來定義一個volume;這些keypoints的順序雖沒有嚴格規定,但是太雜亂的順序有可能會產生錯誤訊息[Ref.5,V]。
VA命令(第2行)則是由areas定義一個volume,當然這些areas必須形成一個封閉的邊界。
接下來的幾個命令(第3-7行)在某方面很相似。
想像一個或以上的areas往某一方向偏移(offset)、擠出(extrude)、拖拉(drag)、或對著某一軸旋轉(rotate),可以「掃」(sweep)出一個volume出來。
VOFFST(第3行)、VEXT(第4行)、VDRAG(第5行)、及VROTAT(第6行)就是基於這樣的構想來產生一個volume。
VOFFST命令中的NAREA定義了欲被偏移的areas,DIST是偏移量(往垂直area的方向偏移)。
VEXT命令中的NA1,NA2,NINC定義了欲被擠出的areas,DX,DY,DZ是擠出的方向,RX,RY,RZ則容許擠出時各方向縮放的比例。
VDRAG命令中的NA1,NA2等定義了欲被拖拉的areas,而NLP1,NLP2等定義出拖拉的路徑。
VROTAT命令中的NA1,NA2等定義了欲被旋轉的areas,PAX1和PAX2兩個keypoints定義出旋轉軸(方向依右手規則),ARC(度)則定義其旋轉角度。
以上這些欲被偏移、擠出、拖拉、或旋轉的areas上,如果已經有定義了elements,那麼這些2D的elements也會隨著「長」成3D的elements。
一般使用這個方法來產生網格的程序如下[Ref.19,Sec.5.2.5.1.ExtrudingVolumes]:
(一)使用MESH200元素將欲被偏移、擠出、拖拉、或旋轉的areas先做2D的網格切割,
(二)使用TYPE命令去選用適當的3D元素型態,(三)使用ESIZE命令去指定沿著偏移、擠出、拖拉、或旋轉方向的元素數目,(四)使用VOFFST、VEXT、VDRAG、或VROTAT命令。
在以後的章節中,我們會透過練習來說明這個方法的使用。
注意,使用這個方法來產生3D網格時,volume和mesh是一起產生的。
但是在許多工業應用的實例上,solidmodel是在ANSYS之外使用獨立的程式(Pro/Engineer或其他CAD軟體)建構完成後再輸入ANSYS做切割的工作;很明顯的VOFFST、VEXT、VDRAG、或VROTAT命令無法用在這種場合去產生元素。
VSWEEP命令即是為此而設計的命令,詳細說明請自行參閱說明書[Ref.5,VSWEEP]。
VLIST命令(第8行)把所定義的volumes列印出來。
VPLOT命令(第9行)是把所定義的volumes畫出來。
第6.2節建立實體模型:
Top-downApproach
SolidModeling:
Top-downApproach
6.2.1PrimativesCommands
01
02
03
04
05
06
07
RECTNG,X1,X2,Y1,Y2
PCIRC,RAD1,RAD2,THETA1,THETA2
RPOLY,NSIDES,LSIDE,MAJRAD,MINRAD
BLOCK,X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2
CYLIND,RAD1,RAD2,Z1,Z2,THETA1,THETA2
SPHERE,RAD1,RAD2,THETA1,THETA2
TORUS,RAD1,RAD2,RAD3,THETA1,THETA2
以上列出了你可能會用到的primitives的命令。
所謂primitives是指一些基本的幾何形狀(2D或3D),這些基本的形狀經由聯集、交集、差集的運算(稱為boolean運算),可以建構出solidmodel。
這種「由上而下」的solidmodeling又稱為建構式實體幾何法(constructivesolidgeometry)。
相對的,第6.1節所描述的,由keypoints、lines、areas、到volumes這種「由下而上」的方法又稱為邊界表示法(boundaryrepresentation)。
前面3個命令是2D的幾何形狀,而後面4個命令是3D的幾何形狀。
注意,所有primitives命令的座標系統都是參照WP。
RECTNG(第1行)是產生一個矩形area。
PCIRC(第2行)是定義一個圓心在WP原點上的圓形或扇形面積,並且也可以是有外徑、內徑的2D「甜甜圈」(doughnut)。
RPOLY(第3行)是定義一個中心在WP原點上的正多邊形(regularpolygon)area,邊數是由NSIDES決定,第一個頂點是在X軸上面,然後逆著時針方向去產生其他頂點。
你有三個方式來定義這個正多邊形:
(一)你可以指定每一個邊的長度LSIDE,
(二)你可以指定外接圓半徑MAJRAD,(三)或是指定內切圓半徑MINRAD;這三個方法只能選其中一種。
BLOCK(第4行)是去定義一個長方體。
CYLIND(第5行)是去定義一個以WP的Z軸為中心軸的圓柱體,可以是有內徑、外徑的圓管,也可以是未滿360度的「扇形柱」。
SPHERE(第6行)是定義一個圓心在WP原點上的圓球,這個圓球可以是有內徑和外徑的球殼。
TORUS(第7行)所產生的則是像游泳圈或甜甜圈的volume,中心是在原點上,majorcircle座落在WP的X-Y平面上。
你必須輸入3個半徑(任何次序都可以),由大至小分別是majorradius、outerminorradius、及innerminorradius(Figure6-1,此圖片摘自Ref.5,TORUS)。
Figure6-1Torus[Ref.5]
6.2.2BooleansCommands
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
AADD,NA1,NA2,...,NA9
AINA,NA1,NA2,...,NA9
AINV,NA,NV
ASBA,NA1,NA2,SEPO,KEEP1,KEEP2
ASBL,NA,NL,,KEEPA,KEEPL
ASBV,NA,NV,SEPO,KEEPA,KEEPV
AGLUE,NA1,NA2,...,NA9
AOVLAP,NA1,N
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