空间结构分析温度场ansys 命令流.docx
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空间结构分析温度场ansys 命令流.docx
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空间结构分析温度场ansys命令流
!
此APDL程序为本书第六章《太阳辐射作用下钢结构温度场分析》中例题6.2的相关程序
!
(1)建立工作文件名和工作标题
/CLEAR!
清除目前ANSYS中所有数据
/COM,Thermal!
过滤ANSYS的图形截面
/FILENAME,TEMP_FIELD!
定义工作文件名
/TITLE,TEMPERATUREFIELDANALYSISOFASTEELMEMBER!
定义工作标题
*AFUN,DEG!
设置程序中角单位为度
!
(2)定义单元类型
/PREP7!
进入前处理模块
ET,1,SOLID70!
定义热分析单元
ET,2,MESH200!
定义网格划分单元
KEYOPT,2,1,6!
定义单元2的第一个关键选项
KEYOPT,2,2,0!
定义单元2的第二个关键选项
!
(3)定义材料性能参数
MP,KXX,1,45!
定义钢材KXX方向的导热系数
MP,KYY,1,45!
定义钢材KYY方向的导热系数
MP,KZZ,1,45!
定义钢材KZZ方向的导热系数
MP,DENS,1,7850!
定义钢材的密度
MP,C,1,465!
定义钢材的比热容
!
(4)创建有限元模型
LOCAL,11,0,0,0,0,0,0,30!
定义局部坐标系11
CSYS,11!
激活局部坐标系11
K,1,0,0,0!
定义矩形钢管的中心轴线中的关键点1
K,2,0,1,0!
定义矩形钢管的中心轴线中的关键点2
L,1,2!
连接关键点1和2,生成矩形钢管的中心轴线
k,3,0.5,0,0.5!
定义矩形钢管截面的关键节点3
k,4,-0.5,0,0.5!
定义矩形钢管截面的关键节点4
k,5,-0.5,0,-0.5!
定义矩形钢管截面的关键节点5
k,6,0.5,0,-0.5!
定义矩形钢管截面的关键节点6
k,7,0.48,0,0.48!
定义矩形钢管截面的关键节点7
k,8,-0.48,0,0.48!
定义矩形钢管截面的关键节点8
k,9,-0.48,0,-0.48!
定义矩形钢管截面的关键节点9
k,10,0.48,0,-0.48!
定义矩形钢管截面的关键节点10
k,11,0.5,0,0.48!
定义矩形钢管截面的关键节点11
k,12,-0.5,0,0.48!
定义矩形钢管截面的关键节点12
k,13,-0.5,0,-0.48!
定义矩形钢管截面的关键节点13
k,14,0.5,0,-0.48!
定义矩形钢管截面的关键节点14
!
定义矩形钢管截面,为便于网格划分,分四部分创建
A,3,4,12,11!
利用关键点3、4、12、11,生成面1
A,5,6,14,13!
利用关键点5、6、14、13,生成面2
A,11,7,10,14!
利用关键点11、7、10、14,生成面3
A,8,12,13,9!
利用关键点8、12、13、9,生成面4
!
对矩形钢管截面进行网格划分
AESIZE,all,0.02!
将所有面网格划分时的单元尺寸设置为0.02m
MSHAPE,0,2D!
利用四边形单元进行网格划分
MSHKEY,1!
采用映射网格划分单元
AMESH,ALL!
对所有网格进行划分单元
TYPE,1!
定义单元属性
EXTOPT,ESIZE,10,1,!
在体生成的方向上单元分割为10份
EXTOPT,ACLEAR,1!
在体生成时清除面单元网格
EXTOPT,ATTR,0,0,0!
使用有MAT命令定义的材料属性赋给单元
MAT,1!
定义单元的材料属性
VDRAG,1,2,3,4,,,1!
拉伸建立体并形成SOLID70实体单元
CSYS,0!
激活笛卡尔坐标系
!
(5)计算日照时间内,即14个小时内的空气的温度值
*DIM,t_outdoor,,14!
定义室外空气温度数组为t_outdoor
*DO,t,6,19!
给室外空气温度数组t_outdoor赋值
*SET,t_outdoor(t-5),35+5*sin(15*(t-5)-45)
*ENDDO
!
(6)计算日照时间内,即14个小时内地面的温度值
*DIM,t_earth,,14!
定义地面的温度值数组为t_earth
*DO,t,6,19!
给日照时间内地面温度值数组赋值
*SET,t_earth(t-5),36+8*sin(15*(t-5)-45)
*ENDDO
!
(7)定义14个时刻太阳高度角正弦数组altitude
a1=23.44!
定义太阳赤纬角23.44
a2=36.26!
定义地理纬度为北纬36.26
*DIM,altitude,,14!
定义日照时间内太阳高度角的正弦值数组为altitude
*DO,i,1,14,1
aa=cos(a2)*cos(15*(i-1)-90)*cos(a1)
aa1=sin(a2)*sin(a1)!
根据书中公式()计算太阳高度角正弦值
*SET,altitude(i),aa+aa1
*ENDDO
!
(8)定义14个时刻的太阳方位角余弦数组azimuth并赋值,
*DIM,azimuth,,14
*DO,i,1,14,1
aa=sin(a1)*cos(a2)-cos(a1)*sin(a2)*cos(15*(i-1)-90)
aa2=sqrt(1-altitude(i)**2)
*SET,azimuth(i),aa/aa2
*ENDDO
!
(9)定义14个时刻的太阳方位角角度数组angle并赋值
*DIM,angle,,14
*DO,i,1,7,1
*SET,angle(i),acos(azimuth(i))
*ENDDO
*DO,i,8,14,1
*SET,angle(i),2*180-acos(azimuth(i))
*ENDDO
!
(11)太阳辐射强度计算的基本参数设置
*SET,factorc,0.138!
太阳散射辐射系数
*SET,pg,0.35!
地面或者水平面的太阳辐射反射率
*SET,factor_a,1370*(1+0.034)!
地外太阳直射辐射值
*SET,factor_b,0.42!
定义大气消光系数
!
(12)定义14个时刻的地面太阳辐射直射强度数组GND并赋值
*DIM,GND,,14
*DO,m,1,14,1
*SET,GND(m),factor_a/exp(factor_b/altitude(m))
*ENDDO
!
(13)定义14个时刻结构表面太阳辐射荷载的几何参数
*DIM,cos_surf,,4!
表面方位角余弦值
*DIM,cos_angle,,4!
表面方位角角度值
*DIM,cos_title,,4!
倾角余弦值
*DIM,title_angle,,4!
倾角角度值
!
利用面5上的三个关键点,计算面5的表面方位角余弦、表面方位角弧度、倾角余弦和倾角弧度值
kp_1=4!
将面5中的关键点4的编号赋给参数kp_1
kp_2=3!
将面5中的关键点3的编号赋给参数kp_2
kp_3=16!
将面5中的关键点16的编号赋给参数kp_3
k1x=kx(kp_1)!
提取关键点4的X坐标值
k1y=ky(kp_1)!
提取关键点4的Y坐标值
k1z=kz(kp_1)!
提取关键点4的Z坐标值
k2x=kx(kp_2)!
提取关键点3的X坐标值
k2y=ky(kp_2)!
提取关键点3的Y坐标值
k2z=kz(kp_2)!
提取关键点3的Z坐标值
k3x=kx(kp_3)!
提取关键点16的X坐标值
k3y=ky(kp_3)!
提取关键点16的Y坐标值
k3z=kz(kp_3)!
提取关键点16的Z坐标值
!
参考空间解析几何相关知识,计算面5的
a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)
a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)
a3=0
a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)
*set,cos_surf
(1),abs(a2)/a4
cosx=normkx(kp_3,kp_2,kp_1)
cosy=normky(kp_3,kp_2,kp_1)
*if,cosx,lt,0,and,cosy,lt,0,then
*set,cos_angle
(1),acos(cos_surf
(1))
*elseif,cosx,gt,0,and,cosy,gt,0,then
*set,cos_angle
(1),acos(cos_surf
(1))+180
*elseif,cosx,lt,0,and,cosy,gt,0,then
*set,cos_angle
(1),180-acos(cos_surf
(1))
*else
*set,cos_angle
(1),360-acos(cos_surf
(1))
*endif
cosz=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*(-1)
*set,cos_title
(1),cosz
*set,title_angle
(1),acos(cosz)
!
利用面21上的三个关键点,计算面21的表面方位角余弦、表面方位角弧度、倾角余弦和倾角弧度值
kp_1=13!
将面21中的关键点13的编号赋给参数kp_1
kp_2=12!
将面21中的关键点12的编号赋给参数kp_2
kp_3=22!
将面21中的关键点22的编号赋给参数kp_3
k1x=kx(kp_1)!
提取关键点13的X坐标值
k1y=ky(kp_1)!
提取关键点13的Y坐标值
k1z=kz(kp_1)!
提取关键点13的Z坐标值
k2x=kx(kp_2)!
提取关键点12的X坐标值
k2y=ky(kp_2)!
提取关键点12的Y坐标值
k2z=kz(kp_2)!
提取关键点12的Z坐标值
k3x=kx(kp_3)!
提取关键点22的X坐标值
k3y=ky(kp_3)!
提取关键点22的Y坐标值
k3z=kz(kp_3)!
提取关键点22的Z坐标值
a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)
a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)
a3=0
a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)
*set,cos_surf
(1),abs(a2)/a4
cosx=normkx(kp_3,kp_2,kp_1)
cosy=normky(kp_3,kp_2,kp_1)
*if,cosx,lt,0,and,cosy,lt,0,then
*set,cos_angle
(2),acos(cos_surf
(2))
*elseif,cosx,gt,0,and,cosy,gt,0,then
*set,cos_angle
(2),acos(cos_surf
(2))+180
*elseif,cosx,lt,0,and,cosy,gt,0,then
*set,cos_angle
(2),180-acos(cos_surf
(2))
*else
*set,cos_angle
(2),360-acos(cos_surf
(2))
*endif
cosz=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*(-1)
*set,cos_title
(2),cosz
*set,title_angle
(2),acos(cosz)
!
利用面18上的三个关键点,计算面18的表面方位角余弦、表面方位角弧度、倾角余弦和倾角弧度值
kp_1=11!
将面18中的关键点11的编号赋给参数kp_1
kp_2=14!
将面18中的关键点14的编号赋给参数kp_2
kp_3=21!
将面18中的关键点21的编号赋给参数kp_3
k1x=kx(kp_1)!
提取关键点11的X坐标值
k1y=ky(kp_1)!
提取关键点11的Y坐标值
k1z=kz(kp_1)!
提取关键点11的Z坐标值
k2x=kx(kp_2)!
提取关键点14的X坐标值
k2y=ky(kp_2)!
提取关键点14的Y坐标值
k2z=kz(kp_2)!
提取关键点14的Z坐标值
k3x=kx(kp_3)!
提取关键点21的X坐标值
k3y=ky(kp_3)!
提取关键点21的Y坐标值
k3z=kz(kp_3)!
提取关键点21的Z坐标值
a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)
a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)
a3=0
a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)
*set,cos_surf
(1),abs(a2)/a4
cosx=normkx(kp_3,kp_2,kp_1)
cosy=normky(kp_3,kp_2,kp_1)
*if,cosx,lt,0,and,cosy,lt,0,then
*set,cos_angle(3),acos(cos_surf(3))
*elseif,cosx,gt,0,and,cosy,gt,0,then
*set,cos_angle(3),acos(cos_surf(3))+180
*elseif,cosx,lt,0,and,cosy,gt,0,then
*set,cos_angle(3),180-acos(cos_surf(3))
*else
*set,cos_angle(3),360-acos(cos_surf(3))
*endif
cosz=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*(-1)
*set,cos_title(3),cosz
*set,title_angle(3),acos(cosz)
!
利用面10上的三个关键点,计算面10的表面方位角余弦、表面方位角弧度、倾角余弦和倾角弧度值
kp_1=6!
将面10中的关键点6的编号赋给参数kp_1
kp_2=5!
将面10中的关键点5的编号赋给参数kp_2
kp_3=19!
将面10中的关键点19的编号赋给参数kp_3
k1x=kx(kp_1)!
提取关键点6的X坐标值
k1y=ky(kp_1)!
提取关键点6的Y坐标值
k1z=kz(kp_1)!
提取关键点6的Z坐标值
k2x=kx(kp_2)!
提取关键点5的X坐标值
k2y=ky(kp_2)!
提取关键点5的Y坐标值
k2z=kz(kp_2)!
提取关键点5的Z坐标值
k3x=kx(kp_3)!
提取关键点19的X坐标值
k3y=ky(kp_3)!
提取关键点19的Y坐标值
k3z=kz(kp_3)!
提取关键点19的Z坐标值
a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)
a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)
a3=0
a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)
*set,cos_surf
(1),abs(a2)/a4
cosx=normkx(kp_3,kp_2,kp_1)
cosy=normky(kp_3,kp_2,kp_1)
*if,cosx,lt,0,and,cosy,lt,0,then
*set,cos_angle(4),acos(cos_surf(4))
*elseif,cosx,gt,0,and,cosy,gt,0,then
*set,cos_angle(4),acos(cos_surf(4))+180
*elseif,cosx,lt,0,and,cosy,gt,0,then
*set,cos_angle(4),180-acos(cos_surf(4))
*else
*set,cos_angle(4),360-acos(cos_surf(4))
*endif
cosz=normkz(kp_3,kp_2,kp_1)*(-1)
*set,cos_title(4),cosz
*set,title_angle(4),acos(cosz)
!
(14)定义日照时间内14个时刻的构件表面太阳方位角数组并计算赋值
*dim,angle_surf,,4,14!
表面太阳方位角计算
*do,m,1,14
*do,j,1,4,1
*set,angle_surf(j,m),abs(cos_angle(j)-angle(m))
*enddo
*enddo
!
(15)定义日照时间内14个时刻的构件表面太阳入射角数组并计算赋值
*dim,cos_ps,,4,14!
计算入射角
*do,m,1,14
cosp=sqrt(1-altitude(m)**2)
*do,j,1,4,1
dd1=altitude(m)*cos(title_angle(j))
dd2=cosp*cos(angle_surf(j,m))*sin(title_angle(j))
*set,cos_ps(j,m),dd1+dd2
*enddo
*enddo
!
(16)定义日照时间内14个时刻的构件表面与水平面之间夹角的余弦值数组并计算赋值
*dim,cos_ph,,4!
表面与水平面之间的夹角的余弦
!
利用面5上的三个关键点,计算面5水平面之间的夹角的余弦值并赋值给cos_ph
(1)
kp_1=4!
将面21中的三个关键点13的编号分别赋给参数kp_1
kp_2=3!
将面21中的三个关键点12的编号分别赋给参数kp_2
kp_3=16!
将面21中的三个关键点22的编号分别赋给参数kp_3
k1x=kx(kp_1)!
提取关键点4的X坐标值
k1y=ky(kp_1)!
提取关键点4的Y坐标值
k1z=kz(kp_1)!
提取关键点4的Z坐标值
k2x=kx(kp_2)!
提取关键点3的X坐标值
k2y=ky(kp_2)!
提取关键点3的Y坐标值
k2z=kz(kp_2)!
提取关键点3的Z坐标值
k3x=kx(kp_3)!
提取关键点16的X坐标值
k3y=ky(kp_3)!
提取关键点16的Y坐标值
k3z=kz(kp_3)!
提取关键点16的Z坐标值
a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)
a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)
a3=(k2x-k1x)*(k3y-k1y)-(k3x-k1x)*(k2y-k1y)
a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)
*set,cos_ph
(1),abs(a3)/a4
!
利用面21上的三个关键点,计算面21水平面之间的夹角的余弦值并赋值给cos_ph
(2)
kp_1=13!
将面21中的三个关键点13的编号分别赋给参数kp_1
kp_2=12!
将面21中的三个关键点12的编号分别赋给参数kp_2
kp_3=22!
将面21中的三个关键点22的编号分别赋给参数kp_3
k1x=kx(kp_1)!
提取关键点13的X坐标值
k1y=ky(kp_1)!
提取关键点13的Y坐标值
k1z=kz(kp_1)!
提取关键点13的Z坐标值
k2x=kx(kp_2)!
提取关键点12的X坐标值
k2y=ky(kp_2)!
提取关键点12的Y坐标值
k2z=kz(kp_2)!
提取关键点12的Z坐标值
k3x=kx(kp_3)!
提取关键点22的X坐标值
k3y=ky(kp_3)!
提取关键点22的Y坐标值
k3z=kz(kp_3)!
提取关键点22的Z坐标值
a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)
a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)
a3=(k2x-k1x)*(k3y-k1y)-(k3x-k1x)*(k2y-k1y)
a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)
*set,cos_ph
(2),abs(a3)/a4
!
利用面18上的三个关键点,计算面18水平面之间的夹角的余弦值并赋值给cos_ph(3)
kp_1=11!
将面21中的三个关键点13的编号分别赋给参数kp_1
kp_2=14!
将面21中的三个关键点14的编号分别赋给参数kp_2
kp_3=21!
将面21中的三个关键点21的编号分别赋给参数kp_3
k1x=kx(kp_1)!
提取关键点11的X坐标值
k1y=ky(kp_1)!
提取关键点11的Y坐标值
k1z=kz(kp_1)!
提取关键点11的Z坐标值
k2x=kx(kp_2)!
提取关键点14的X坐标值
k2y=ky(kp_2)!
提取关键点14的Y坐标值
k2z=kz(kp_2)!
提取关键点14的Z坐标值
k3x=kx(kp_3)!
提取关键点21的X坐标值
k3y=ky(kp_3)!
提取关键点21的Y坐标值
k3z=kz(kp_3)!
提取关键点21的Z坐标值
a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)
a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)
a3=(k2x-k1x)*(k3y-k1y)-(k3x-k1x)*(k2y-k1y)
a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)
*set,cos_ph(3),abs(a3)/a4
!
利用面10上的三个关键点,计算面10水平面之间的夹角的余弦值并赋值给cos_ph(4)
kp_1=6!
将面21中的三个关键点6的编号分别赋给参数kp_1
kp_2=5!
将面21中的三个关键点5的编号分别赋给参数kp_2
kp_3=19!
将面21中的三个关键点19的编号分别赋给参数kp_3
k1x=kx(kp_1)!
提取关键点6的X坐标值
k1y=ky(kp_1)!
提取关键点6的Y坐标值
k1z=kz(kp_1)!
提取关键点6的Z坐标值
k2x=kx(kp_2)!
提取关键点5的X坐标值
k2y=ky(kp_2)!
提取关键点5的Y坐标值
k2z=kz(kp_2)!
提取关键点5的Z坐标值
k3x=kx(kp_3)!
提取关键点19的X坐标值
k3y=ky(kp_3)!
提取关键点19的Y坐标值
k3z=kz(kp_3)!
提取关键点19的Z坐标值
a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z)
a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z)
a3=(k2x-k1x)*(k3y-k1y)-(k3x-k1x)*(k2y-k1y)
a4=sqrt(a1**2+a2**2+a3**2)
*set,cos_ph(4),abs(a3)/a4
!
(17)定义日照时间内的14个时刻的4个面的太阳直射强度数组并计算赋值
*dim,vertical,,4,14!
定义表面太阳辐射直射强度数组
*do,m,1,14,1
*do,j,1,4,1
*if,cos_ps(j,m),gt,0,then
*set,vertical(j,m),gnd(m)*cos_ps(j,m)
*else
*set,vertical(j,m),0
*endif
*enddo
*enddo
!
(18)定义日照时间内的14
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- 空间结构分析温度场ansys 命令流 空间结构 分析 温度场 ansys 命令