ANSYS二次开发技术在确定缆索承重桥梁成桥初始恒载索力中的应用-典尚设计
ANSYS的二次开发技术
ANSYS的二次开发技术ANSYS 的二次开发技术ANSYS 提供的二次开发工具有三个：参数化设计语言(ANSYS Parametric Design Language，APDL)，用户界面设计语言(User Interface Design Language，UIDL)以及用户可编程特性(User Programmable Features，UPFs)。
其中，前两种可归类为标准使用特性，后一种为非标准使用特性。
ANSYS 参数化设计语言(APDL)APDL 扩展了传统有限元分析范围之外的能力，提供了建立标准化零件库、序列化分析、设计修改、设计优化以及更高级的数据分析处理能力，包括灵敏度研究等。
ANSYS 用户可编程特性(UPFs)利用UPFs，用户可以开发下列方面的功能程序：(1) 开发用户子程序实现从ANSYS 数据库中提取数据或将数据写入ANSYS 数据库。
该种子程序可以编译连接到ANSYS 中，此时ANSYS 提供了10 个数据库操作命令；如果作为外部命令处理，可以在ANSYS 的任何模块中运行；(2) 利用ANSYS 提供的子程序定义各种类型的载荷，其中包括BF 或BFE 载荷、压力载荷、对流载荷、热通量和电荷密度等；(3) 利用ANSYS 提供的子程序定义各种材料特性，包括塑性、蠕变、膨胀、粘塑性、超弹、层单元失效准则等；(4) 利用ANSYS 提供的子程序定义新单元和调整节点方向矩阵，ANSYS 最多可以有6 个独立的新单元USER100-USER105；( 5) 利用ANSYS 提供的子程序修改或控制ANSYS 单元库中的单元；(6) 利用UEROP 创建用户优化程序，可以用自己的算法和中断准则替换ANSYS 优化过程。
(7) ANSYS 程序作为子程序在用户程序中调用，如用户自定义的优化算法。
ANSYS 软件本身是通过FORTRAN 和C 语言开发的。
使用UPFs 进行二次开发，在安装ANSYS 的基础上，还需要Compaq Visual FORTRAN 和MS Visual C++的支持。
ANSYS二次开发在桥上无缝线路中的应用_张迅
连续梁下固定墩取不同纵向水平线 刚度时 , 钢轨 制动力 、 连续 梁下 墩制 动力 及梁 轨相 对 位移 见表 1。 连续梁下固定墩顶纵向水平线刚度对最大钢 轨制动压
力 、 拉力 , 以 及 最 大 梁 轨 相 对 位 移 的 影 响 见 图 3、 图 4。
表 1 不同墩顶纵向水平线刚度时制动力计算结果表
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路基工程 2009年第 4期 (总第 145期 )
ANSYS二次开发在桥上无缝线路中的应用
张 迅 斯郎拥宗 李小珍
(西南交通大学土木工程学院 四川成都 610031)
摘 要 利用大型通用有限元 软件 ANSYS进 行二次 开发 , 采用 APDL语 言编 制了桥 上无 缝线路 纵向附加力计算程序 ALFCWR, 建立线 -桥 -墩 -基础一体化计算模型 , 对无缝线路纵向力的计算方 法提供一种新的思路 。结合工程实际 , 以客货共线铁路常见 的 40 m+64 m+40 m有 碴轨道连 续梁为 例 , 分析了在列车制动力作用下 , 桥 墩纵向 水平线刚 度对钢 轨 、 墩 (台 )纵 向力 及梁轨 相对 位移的 影响规律 。
有限元模型采用的单元类型 , 主梁 、 桥 墩以及钢 轨 :Beam54梁单元 ;道床 :钢轨与 两端路基 的连接 、 钢轨 与桥 梁 的连 接 , Combin39 非 线性 弹 簧单 元 ;基 础 :Combin14弹簧单元 。
1 有限元模拟 1.1 伸缩力
伸缩附加力计算只需分别给桥梁和钢轨 单元施加 温度荷载即可 。参考 《新建铁路桥上无缝线路设计暂 行规定 》[ 3] (以下简 称 “ 《暂 规 》” ), 有碴 轨道 混凝 土 梁 :15 ℃;无 碴 轨 道 混 凝 土 梁 : 20 ℃;钢 梁 : 25 ℃。 1.2 挠曲力
ANSYS结构计算二次开发技术研究及应用
文章编号:1007Ο2993(2004)02Ο0100Ο03ANS YS 结构计算二次开发技术研究及应用 李新坡1 袁文忠2(11中科院Ο水利部成都山地灾害与环境研究所,四川成都 610041;21西南交通大学土木工程学院,四川成都 610031) 【摘 要】 针对采用大型有限元程序ANSYS 进行结构计算中存在的问题,对以ANSYS 为平台,利用APDL 语言进行的计算程序二次开发用于结构计算时的一些关键性技术进行了研究。
采用APDL 语言编程,并以预应力锚索桩为例进行计算,通过与传统算法进行比较,结果比较满意。
【关键词】 ANSYS ;APDL 语言;预应力锚索桩;二次开发技术【中图分类号】 TU 2Study on the Further Development T echnique of ANSYS and Its UseLi Xinpo 1 Yuan Wenzhong 2(11Chengdu Institute of Mountain Hazards and Environment ,Chinese Academ y of Sciences &Ministry of Water Conservancy ,S ichuan Chengdu 610041;21School of Civil Engineering ,S outhwest Jiaotong University ,S ichuan Chengdu 610031China )【Abstract 】 S ome important techniques are discussed to the problems in designing calculation of retaining piles on ANSYS sys 2tem.The problem can be solved by the method of programming with APDL.Also ,the method is used in the calculation of piles with prestressed anchor 2cable and the results are reasonable com pared with that acquired by routine method.【K ey Words 】 ANSYS ;APDL ;piles with prestressed anchor 2cable ;further development technique0 引 言ANSYS 是由美国ANSYS 公司开发的一种大型通用有限元分析软件。
ANSYS二次开发技术在确定斜拉桥初始恒载索力中的应用
‖是否小于允许值 ,
如果是小于允许值 , 则打印计算结果 , 否则用{ F0}
+ { F} - { F1} 代替{ F0} , 重复步骤 3) 、4) , 直至条
件 ‖{ F} - { F1}
{ F}
‖满足为止 ;
5) 打印{ F0} 。
2. 3 基于 ANSYS 二次开发的斜拉桥初始索力确
Abstract :In the calculation of ultimate bearing capacity of cable - stayed bridges , a set of initial cable forces is need2 ed. The required initial cable forces can develop the cable forces under dead load equal to that provided by designers. It is a trial - and - error process which needs a great of manpower and time. With development of ANSYS a adjusting - cable - force programme is empoldered so that initial cable forces is adjusted automatically in ANSYS. It reduces manpower , shortens time and improves work efficiency. And it’s used successfully in analysis of a long - span high2 way/ railway cable - stayed bridge with tri - cable plane. 96 cables are adjusted successfully and automatically in an hour in ANSYS. Compared with that provided by designers , the error of cable forces under dead load is within 0. 5 %. So the adjusting - cable - force programme provides convenience for other anlysis of cable - stayed bridges and demon2 strates idea for other similar questions of development of ANSYS. Key words :ANSYS ;development ;long span ;cable - stayed bridge ;adjusting cable
基于VB的ANSYS二次开发及在连杆静力分析中的应用
ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｖｉ ｓ ｕ ａ ｌ Ｂａ ｓ ｉ ｃ ６ ． ０ ａ ｎ ｄ ＡＰ ＤＬ ． Ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｈ ａ ｓ ｆ ｒ ｉ ｅ ｎ ｄ ｌ ｙ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｎ ｉ ｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｌ ｆ ｅ ｘ ｉ ｂ ｌ ｅ ｍａ ｎ — ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｒ ｓ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ， ｗｈ ｉ ｌ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｅ ｄ Ａ ＮＳ ＹＳ ｃ ｏ ｍｍａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ ｉ ｓ ｅ ｎ ｃ ａ ｐ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｉ ｎ ｂ ａ ｃ ｋ ｇ ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ． Ｉ ｔ ａ ｖ ｏ ｉ ｄ ｓ ｌ ａ ｒ ｇ ｅ ａ ｍｏ ｕ ｎ ｔ ｏ ｆ ｒ ｅ ｐ ｅ ａ ｔ ｅ ｄ ｎａ ａ ｌｙ ｓ ｉ ｓ ｗ ｏ ｒ ｋ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ
ｂ ａ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｆ ｉ ｎ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ － ＡＮ Ｓ ＹＳ１ ０ ． ０ ． Ｌ ａ ｓ ｔ ｌ ｙ ， ａ ｍｏ ｄ ｅ ／ｕ ｎ ｉ ｔ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｏ ｆ ｎ ａ ａ ｕ ｔ ｏ ｍｏ ｂ ｉ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｎ ｅ ｃ ｔ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ａ ｄ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ
Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ软 件 是 融 电、 磁、 热、 结构 、 声学 、 流 体 于 一 体 型 的脚 本 语言 ［ ｚ ３ 。Ａ Ｐ Ｄ Ｌ通过 建 立智 能 化 分析 的 手段 ， 为用
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｄ ｅ ｔ ａ ｉ ｌ ｓ ｔ ｈ ｅ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ｏ ｆ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｒ ｅ ｅ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ ａ ｒ ｙ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｏ ｌ ｓ ｏ ｆ ＡＮＳ ＹＳ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ
ANSYS二次开发技术在确定缆索承重桥梁成桥初始恒载索力中的应用
寻找初始索力 的方法是假定 一组索力 ， 以初应变 的形 式 加到 吊索 （ 斜拉索 ） ， 上 计算在 成桥 恒载作 用下 的索力 ， 检 并
１３ 开 放 式 的 用 户 编 程 技 术 ．
Ａ Ｓ Ｓ提供 给用户另一 种二 次开发 技术一 Ｕ Ｆ Ｕ ｅ ＮＹ Ｐ ｓ（ ｓｒ
Ａ Ｓ Ｓ提供 了一种参 数设计语 言 Ａ Ｄ Ａ Ｓ ＳＰｒ— ＮＹ Ｐ Ｌ（ Ｎ Ｙ ａａ
ｍｅ ｉ Ｄ ｓ ａｇ ａｅ ，Ａ Ｄ ｔｃ ｅｉ Ｌ ｎｕ ｇ ） Ｐ Ｌ是 一 种 非 常 类 似 于 Ｆ Ｒ ｒ ｇ ｎ Ｏ —
ＴＡ Ｒ Ｎ的参数 化设 计语 言 ， 户 可 以用 它执 行一 般任 务 ， 用 甚 至可以按照命令建立 自己的模 型。其 核 心内容 为宏、 参数、 循 环命令 和条件语句 。其 中 ， 程序设计语言部分与其它编程 语 言一样 ， 具有参 数、 数组表 达式 、 函数 、 流程控制（ 循环与分 支） 宏 以及 用户子程序 等。用户 可 以利用程序设 计语言将 、 Ａ Ｓ Ｓ命令组织起 来 ， ＮＹ 编写 出参数化 的用 户程序 ， 从而实现 有 限元 分析 的全过程 ， 即建 立 参数化 的有限元 模型 、 参数化 的网格划分与控制 、 参数 化 的材料定 义 、 数化 的荷载和边 参 界条件 定义 、 参数 化 的分 析控 制 和求 解 以及参 数化 的后处
二次开发功能 ， 运用影响矩 阵法 ， 开发 了相 应的调 索程 序 ， 使调索工作 变得简单 、 高效。该程序 已运用于一座 自锚式悬索桥 的分析 中 ， 寻找 到了一组合理初始索力 ， 提高 了调索效率和精度 ， 为今 后利用 Ａ Ｓ Ｓ解决桥梁 ＮＹ
中的同类 问题提供 了一条新 的思路 。
ansys二次开发及实例
ansys二次开发教程+实例第3章 ANSYS基于VC++的二次开发与相互作用分析在ANSYS中的实现概述ANSYS是一套功能十分强大的有限元分析软件，能实现多场及多场耦合分析；是实现前后处理、求解及多场分析统一数据库的一体化大型FEA软件；支持异种、异构平台的网络浮动，在异种、异构平台上用户界面统一、数据文件全部兼容，强大的并行计算功能支持分布式并行及共享内存式并行。
该软件具有如下特点：(1) 完备的前处理功能ANSYS不仅提供了强大的实体建模及网格划分工具，可以方便地构造数学模型，而且还专门设有用户所熟悉的一些大型通用有限元软件的数据接口（如MSC／NSSTRAN，ALGOR，ABAQUS等），并允许从这些程序中读取有限元模型数据，甚至材料特性和边界条件，完成ANSYS 中的初步建模工作。
此外，ANSYS还具有近200种单元类型，这些丰富的单元特性能使用户方便而准确地构建出反映实际结构的仿真计算模型。
(2) 强大的求解器ANSYS提供了对各种物理场量的分析，是目前唯一能融结构、热、电磁、流体、声学等为一体的有限元软件。
除了常规的线性、非线性结构静力、动力分析外，还可以解决高度非线性结构的动力分析、结构非线性及非线性屈曲分析。
提供的多种求解器分别适用于不同的问题及不同的硬件配置。
(3) 方便的后处理器ANSYS的后处理分为通用后处理模块（POST1）和时间历程后处理模块（POST26）两部分。
后处理结果可能包括位移、温度、应力、应变、速度以及热流等，输出形式可以有图形显示和数据列表两种。
(4) 多种实用的二次开发工具ANSYS除了具有较为完善的分析功能外，同时还为用户进行二次开发提供了多种实用工具。
如宏（Marco）、参数设计语言（APDL）、用户界面设计语言（UIDL）及用户编程特性（UPFs），其中APDL（ANSYS Parametric Design Language）是一种非常类似于Fortran77的参数化设计解释性语言，其核心内容为宏、参数、循环命令和条件语句，可以通过建立参数化模型来自动完成一些通用性强的任务；UIDL（User Interface Design Language）是ANSYS为用户提供专门进行程序界面设计的语言，允许用户改变ANSYS的图形用户界面(GUI)中的一些组项，提供了一种允许用户灵活使用、按个人喜好来组织设计ANSYS图形用户界面的强有力工具；UPFs(User Programmable Features)提供了一套Fortran77函数和例程以扩展或修改程序的功能，该项技术充分显示了ANSYS的开放体系，用户不仅可以采用它将ANSYS程序剪裁成符合自己所需的任何组织形式（如可以定义一种新的材料，一个新的单元或者给出一种新的屈服准则），而且还可以编写自己的优化算法，通过将整个ANSYS作为一个子程序调用的方式实现。
ANSYS二次开发及在桥梁优化设计中的应用
１ 设计 变量 Ｖ （ ） 或设 计 参数 ） 。ＡＮ Ｙ Ｓ Ｓ的设 计变
量为 自变量 （ 如结构的尺寸 、初始应变等 ） 。通过设 计 变 量 的数 字 变 化 来 实 现 结果 的优 化 ，设计 变量 的 上下限决定了设计变量的变化 范围。每次优化设计 可 定 义 多 个设 计 变 量 ，但 建议 不 要 过 多 ，以 免 导致 程序运算困难而难 以收敛 。Ａ Ｓ Ｓ Ｎ Ｙ 最多可以定义 ６ ０
维普资讯
第 ２期 （ 第 １ ６期 ） 总 ２
２０ ７ 年 ４ 月 ０
中 国 希 政 ｚ程
ＣＨＩ ＮＡ ＭＵＮＩ Ｉ ＡＬ ＥＮＧＩ ＥＥ ＮＧ ＣＰ Ｎ ＲＩ
Ｎ ２（ｅ ｉＩ ｏ． ６） ｏ． Ｓ ｒ １ ａＮ ２
Ａｐ ． ０ ７ ｔ２ ０
活 的 运 用 。 阐 述 了 设 计 优 化 中参 数 化 设 计 的 概 念 ，介 绍 了 Ａ Ｓ ＳＡ Ｄ Ｎ Ｙ Ｐ Ｌ语 言 。结 合 一 个 蝶 形 拱 桥 的 实 例 ，对 Ａ Ｓ Ｓ ＮＹ 在 桥 梁 中的 参 数化 设 计 和 软件 二 次 开 发进 行 了探 讨 。 关 键 词 Ａ Ｓ Ｓ 二 次 开 发 ； 参数 化 设 计 ；优 化 设 计 Ｎ Ｙ 中图分 类 号 ： ４ ２５ Ｕ４ ． 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ４ ４ ５ （０ ７ ０ — ０ ２ ０ １ ０ — ６ ５ ２ ０ ）２ ０ ７ — ２
个设 计 变量 。
２ 状态 变量 Ｗ （ 状 态参数 ） ） 或 。状 态变 量是 设计
ｍ ｔｃＤ ｓ ｎＬｎｕｇ ）是一 种 解释性 语 言， 以通 过 ｅ ｉ ｅｉ ａｇａｅ ｒ ｇ 可
参数来建立模型 ，从而可以 自动完成一些通用性强 的任务， 也可以根据参数建立模型。此外， Ｐ Ｌ Ａ Ｄ 还包
ANSYS二次开发技术及其在土木工程中的应用_林能辉
2
基于 USERMAT 的用户滞回特性 ANSYS 的二次开发
ANSYS 二次开发平台
UEL 和 USERMAT 都是基于 FORTRAN 语言的源程序， 要
2． 1
使用 UEL 和 USERMAT 对 ANSYS 进行二次开发， 用户首先需要 一个编译平台， 本文使用的平台组合为： （ 1 ） Microsoft Visual Studio 2005 Professional Edition （ 2 ） Intel Visual Fortran Compiler Professional v11． 1 （ 3 ） ANSYS 12． 0 调整环境参数并修改 Intel Fortran Compiler 和 ANSYS 自带 的批处理文件调用语句， 使得开发平台实现整合， 同时修改相应 的环境参数。
3
（ Beijing Key Lab of Earthquake Engineering and Structural Retrofit， Beijing University of Technology， Beijing 100124 ， China） （ Beijing CCI Engineerring Design and Consulting Co． ，Ltd． ，Beijing 100044 ， China）
Abstract
A numerical simulation technology based on secondarydevelopment function of ANSYS is presented herein． It can be used to
simulate userdefined nonlinear stressstrain relationship． The operating procedure of development approach for userdefined hysteretic model based on ANSYS is given． The hysteretic characteristics of EDR damper and pseudolinear hysteretic curve damper with frictionvariable characteristics are realized using this kind of technology． The negativestiffness characteristics of damper elements are also realised based on secondarydevelopment function of ANSYS． The validity of this kind of technology is verified in numerical analysis． The very well practicability would be expected． Keywords Secondarydevelopment of ANSYS Numerical simulation Negativestiffness characteristics EDR damper Pseudolinear
ANSYS的二次开发技术在稳定型悬索桥建模中的应用
ＡＮｓ ＹＳ提供 的二 次开 发 工 具 有 ３个 ： 即参 ，
数化设 计 语 言 （ ＡＮＳ ａａ ｔｉ ｄ ｓ ｎ ｌｎ ＹＳ ｐ ｒｍｅｒ ｅｉ ａ — ｃ ｇ ｇ ａ ｅ ＡＰ ） 用 户界 面设计 语 言 （ ｓｒｉｔｒａｅ ｕ ｇ ， ＤＬ ， ｕ ｅ ｎｅｆｃ ｄ ｓ ｎ ｌｎ ｕ ｇ ， Ｄ ｅｉ ａ ｇ ａ ｅ ＵＩ Ｌ）以 及 用 户 可 编 程 特 性 ｇ （ ｓｒｐ ｏ ｒｍｍａ ｌ ｆａｕ ｅ ， Ｆ ） ｕ ｅ ｒｇ ａ ｂｅ ｅｔ ｒｓ ＵＰ ｓ 。其 中 ， 前
２个可 归类 为 标 准 使 用 特 性 ， 一 种 为 非 标 准 使 后
用特 性 。
悬 索桥 有 限元模 型 。这 样用 户便 可通 过输 入不 同 的桥 型参 数 生 成 不 同 的模 型 。在 进 行 方 案 对 比 时 ， 大 幅提高 建模 的效 率 。 可
ＡＰ Ｉ 是 一 种 类 似 于 Ｆ ｒｒｎ 的解 释 性 语 Ｄ ｏｔ ａ
Ｓ Ｓ图形 用 户 界 面 （ Ｙ ＧｕＩ 的用 户 化 ， ） 以使 用 户 开
发 的程序 融入 ＡＮＳ ＹＳ环境 。 ＵＰ ｓ ＡＮ ＹＳ提 供 的 连接 用 户 应 用 程 序 Ｆ 是 Ｓ 的工 具 ， 用 它 所 提 供 的 １ 利 ０个 ｏ ｔａ ｒｒｎ接 口程 序
２ ＡＮＳ Ｓ中的二 次 开 发 环 境 Ｙ
的参 数 化 建 模 。此 开 发 使 用 的是 ＡＰ Ｌ ＵＩ Ｉ模 式 ， 以根 据 输 入 的桥 梁 长 度 、 劲 梁 节段 长 度 、 Ｄ ＋ Ｄ 可 加 主 缆 及 倒 缆 线 形 等 数 据 生 成 相 对 应 的 有 限 元模 型 。它 具 有 适 用 范 围广 、 用 性 好 的特 点 。 重 关 键 词 稳 定 型 悬 索 桥 ； Ｓ ； 次 开 发 ； ＤＩ ＵＩ Ｉ ＡＮ ＹＳ 二 ＡＰ Ｄ ；
ANSYS的二次开发技术
ANSYS的二次开发技术ANSYS 的二次开发技术ANSYS 提供的二次开发工具有三个：参数化设计语言(ANSYS Parametric Design Language，APDL)，用户界面设计语言(User Interface Design Language，UIDL)以及用户可编程特性(User Programmable Features，UPFs)。
其中，前两种可归类为标准使用特性，后一种为非标准使用特性。
ANSYS 参数化设计语言(APDL)APDL 扩展了传统有限元分析范围之外的能力，提供了建立标准化零件库、序列化分析、设计修改、设计优化以及更高级的数据分析处理能力，包括灵敏度研究等。
ANSYS 用户可编程特性(UPFs)利用UPFs，用户可以开发下列方面的功能程序：(1) 开发用户子程序实现从ANSYS 数据库中提取数据或将数据写入ANSYS 数据库。
该种子程序可以编译连接到ANSYS 中，此时ANSYS 提供了10 个数据库操作命令；如果作为外部命令处理，可以在ANSYS 的任何模块中运行；(2) 利用ANSYS 提供的子程序定义各种类型的载荷，其中包括BF 或BFE 载荷、压力载荷、对流载荷、热通量和电荷密度等；(3) 利用ANSYS 提供的子程序定义各种材料特性，包括塑性、蠕变、膨胀、粘塑性、超弹、层单元失效准则等；(4) 利用ANSYS 提供的子程序定义新单元和调整节点方向矩阵，ANSYS 最多可以有6 个独立的新单元USER100-USER105；( 5) 利用ANSYS 提供的子程序修改或控制ANSYS 单元库中的单元；(6) 利用UEROP 创建用户优化程序，可以用自己的算法和中断准则替换ANSYS 优化过程。
(7) ANSYS 程序作为子程序在用户程序中调用，如用户自定义的优化算法。
ANSYS 软件本身是通过FORTRAN 和C 语言开发的。
使用UPFs 进行二次开发，在安装ANSYS 的基础上，还需要Compaq Visual FORTRAN 和MS Visual C++的支持。
ANSYS软件二次开发技术的应用
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
ｍ ｉ ｅ ｌ ｅｐ ｒｍｅｅ ｄ ｌ ，ａ ｄｅｒｙｏ ｔｄ ｎｍｉ ｄｆ ａ ｏ ｒｍ ｄ ｌ ｓ ｓｔ ｒｖ ｏｋｎ ａｎ，ｒ ｉ ａａ ｔ ｍｏ ｅｉ ａｚ ｒ ｇ ｎ ｎ ａｌ ｕ ｙ ａ ｃｍｏ ｉｃ ｔ ｎｆ ｏ ｅ ａ ｏｉ ｏ ｅｗ ｒｉ ｉ ｉ ｏ ｓｏ ｍｐ ｇ
Ａｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ ｅ ｏ ｄ ｒ ｖ ｌｐ ｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｂａ ｅ ｎ ＡＮＳ ｐ ｉ ｔ ｆＳ ｃ ｎ ａ ｙ Ｄｅ ｅｏ ｍｅ ｔＴ ｃ ｎ ｌｇ ｓ ｄ ｏ ｃ ｏ ＹＳ
Ｚ Ａ Ｇ Ｘ ａ－ ， Ｉ ｅ ｉ ， Ｉ ｎ－ｅ ｇ Ｈ Ｎ ｉ ｌ Ｌ － ａ Ｌ ｇ ｎ ｏｉ Ｄ ｊｎ Ｍｉ ｐ
ANSYS二次开发及在斜拉桥成桥恒载索力中检算
病害原因分析的正确性 ， 加固方案的针对性 ， 节省投 资 ， 大大缩短
通过分析比较之后 ， 中之 重就是 解决温 度力 ， 重 迅速 确定 了 工期 ， 减少交通损失和社会压力 ， 有较好 的社会效益 。 维修方案 ：） １降低温度力的影 响。尽 量切开各梁跨 之间渗出 的混 参 考 文献 ： 凝土 ， 保证能有一定 要求 的正常 的变形能 力 ， 且打 开 ６号 墩顶 ［ ］ 顾 安邦 ， 国柱． 并 １ 孙 公路 桥 涵设计 手册—— 拱桥 （ ［ ． 下） Ｍ］ 北
体、 电磁和结构 等诸多模块 ， 具有完 备 、 处理功能 ， 大的求解 ＡＮ Ｙ 后 强 Ｓ Ｓ之问的桥梁方面起到不 可低估 的作用 。
器以及多种 方便 的 二次开 发技 术 ， 被广 泛用 于核 工业 、 铁道 、 石 １２ 参数化 程序 设计技 术 ． 油、 航空航天 、 机械制造 、 源、 能 汽车交通 、 国防 、 电子 、 土木工 程等 Ａ ＹＳ程序设 计 中， ＮＳ 命令 后往往 带有参数 ， 当状 态改变 时 ， 般工业及科学研究 中。然而 ， 通用软件 不免在某些专业领 域中 命令后参数也会有所改变 ， 这时就需用 户重新输入命令 。对于简
１ １ 用 户程序 界 面设计技 术 ．
Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ为用户进行程 序界面设 计提供 了一 种专 言即 ＵＩ Ｌ 值 以及调用另一个 宏。宏 的灵 活运用会 给用 户在处 理复杂 问题 Ｄ 时提供方便 。 （ ｅ ｔ ｆｃ ｅｉｎＬ ｎ ｕｇ ） ＵＩ Ｌ 中 程 序 化 的 语 言 ， 允 Ｕｓｒ ｎｅ ａｅ ｓ ａ ｇａｅ 。 Ｄ Ｉ ｒ Ｄ ｇ 它
． 许用户改变 ＡＮ Ｙ Ｓ Ｓ的 图户 界面 （ ＧＵＩ中 的一些组项 。ＵＩ Ｌ提 １ ３ 开放 式的 用户编程技 术 ） Ｄ Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ提供给用户另一种二次开发技术——Ｕ Ｆ Ｕ ｅ Ｐｏ Ｐ Ｓ（ ｓｒ ｒ－ 供了一种用户灵活使用 、 按个人 喜好来 组织设 计 ＡＮ Ｙ Ｓ Ｓ用户 界
ansys二次开发
1 ANSYS软件及其二次开发工具ANSYS 作为有限元领域的大型通用程序，在工业应用领域及科研方面均有深入的应用。
其广泛而有效的分析工具能解决各类问题，如结构、流体、热、电磁问题等，同时 ANSYS 还 为高级用户提供了多种二次开发工具，利用这些工具，用户可以高效地扩充 ANSYS 的功能。
本章对 ANSYS 软件和其他商业软件，以及开源软件进行了简单介绍，然后分别对 ANSYS 的 4 个二次开发工具 APDL、UPFs、UIDL及 Tck\Tk进行了介绍。
本章要点：l各商业及开源有限元软件的介绍l ANSYS 的 4 个二次开发工具1.1 ANSYS 简介首先有必要对ANSYS软件的发展及其组成部分有所了解， 若要对ANSYS进行二次开发，对 ANSYS 软件的结构有了整体的把握才能有的放矢、目标明确的进行相关二次开发工作。
本 节简要介绍 ANSYS 公司及 ANSYS 软件的发展历程，然后介绍 ANSYS 12.0软件的组成，最 后给出一些其他商业及开源有限元软件的简单介绍。
1.1.1 ANSYS 的发展历程ANSYS 公司于 1970 年在美国成立， 创始人John Swanson博士是匹兹堡大学力学系教授， 公司总部位于美国宾西法尼亚州的匹兹堡。
经过四十年的发展，ANSYS 在有限元软件领域占 据了举足轻重的地位， 被世界各工业领域广泛接受， 成为全球众多专业技术协会认可的标准分 析软件。
ANSYS 集成了力学、热学、电学、声学、流体等多个模块，可用于航空航天、汽车、 电子电气、国防军工、铁路、造船、石油化工、能源电力、核工业、土木工程、冶金与成形以 及生物医学等各个领域。
ANSYS 公司于 2003 年开发设计了新一代 CAE 仿真平台 ANSYS Workbench。
ANSYSANSYS 二次开发及应用实例详解 21C h a p t e r Workbench 由各种功能丰富的模块组成，有 Windows 风格的优化易用的界面，能直接读入常 用的各种格式的模型文件， 并具有良好的数据交换能力和强大的协同仿真环境。
ANSYS二次开发及其在起重机轮叉设计中的应用
船、 航空航天、 汽车交通、 电子、 土木工程、 水利、 铁道、 日用家电、 生物、 医学等众多工业领域， 集结构、 热、 流体、 电磁、 声学于一体 的以有限元为基础的大型通用 6’8 分析软件。利用 ’()*) 对 实际工程进行分析计算， 要求操作人员对所用到的 ’()*) 模块 比较熟悉，对力学和有限元的理论知识有比较高的要求。尤其 是采用 ’()*) 软件进行轮胎式集装箱起重机 U + V 结构有限元分 析， 计算过程非常复杂， 涉及到 ’()*) 的建模、 求解和后处理过 程中的多项高级技术。譬如起重机载荷工况计算、 强度的校核， 过程复杂难于掌握。为了让一般的工程技术人员能够快速而充 分地掌握和利用这一优秀软件， 有必要利用 ’()*) 本身提供的 功 能 强 大 的 参 数 化 设 计 语 言 （’()*) K141QAC40= LAE032 M12W （.EA4 -2CA4?1=A LAE032 M123;13A） 和用户界面设计语言 对 3;13A） ’()*) 进行专业设计封装。从事轮胎式集装箱起重机轮叉设计 的操作人员只需输入前处理参数，让 ’()*) 自动进行处理、求 解和后处理， 然后输出起重机的结构分析计算结果， 从而优化起 重机结构设计 U ! V 。
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对ANSYS程序进行二次开发
分类号：单位代码：10019 密级：学号：s02660学位论文ANSYS二次开发及其大变形性能研究 The Study on Secondary Development &Large Deformation of ANSYS研究生：徐巍指导教师：周喆合作指导教师：申请学位类别：工学硕士专业领域名称：固体力学研究方向：有限元计算所在学院：理学院2005年5月独 创 性 声 明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
研究生签名：时间：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。
(保密的学位论文在解密后应遵守此协议)研究生签名：时间：年月日导师签名：时间：年月日中国农业大学硕士论文摘要摘要POWER-FEM是中国农业大学自行开发的软件可用于求解静力、动力、线性、非线性等各类问题的通用有限元分析软件，尤其在几何非线性方面，POWER-FEM的单元采用有限变形理论进行设计，在实现过程中，全部采用精确计算。
ANSYS软件是有着广泛用户基础的通用有限元分析软件，在前后处理、与其他软件的数据共享上功能较强，在用户的二次开发方面，ANSYS提供了三种开发工具满足用户的不同开发需求。
为了POWER-FEM软件能够利用ANSYS在前后处理、数据共享方面的优势，本文利用ANSYS提供的二次开发工具对ANSYS进行二次开发，利用动态连接库的方法扩展了ANSYS在用户单元接入方面的功能，增强了ANSYS用户单元在ANSYS软件中的独立性，并将POWER-FEM的子程序库作为ANSYS的用户单元添加到ANSYS中。
ANSYS在桥梁工程中的应用
更新时间：2004-05-11图4.2 大桥一阶振形 图4.3 大桥二阶振形图4.4 大桥三阶振形 图4.5 大桥五阶振形某独塔单索面斜拉桥 结构为塔、梁、墩固结体系，主跨为钢箱梁、副跨为混凝土箱梁。
由于该桥受力复杂，所以按照其实际情况，运用ANSYS进行仿真分析，图4.6、4.7分别为该桥的第一、二阶振型，图4.8 为该桥在横桥向地震荷载作用下的变形情况。
计算结果可以较真实地反映大桥的受力和变形情况。
图4.6 一阶振型图4.7 二阶振型图4.8 地震荷载作用下的变形■ 静力分析清华大学基于ANSYS 平台，进行了大跨度双向拉索斜拉桥及悬索桥新型结构布局的全桥仿真，研究和设计了新型“大跨度双向拉索斜拉桥”和“大跨度双向拉索悬索桥”，如图4.9，提供一种用于提高大跨度斜拉桥和悬索桥整体动力学特性和抗风能力的新型双向拉索结构体系，该发明所提供的结构体系可用于设计和建造跨度超过1000m，且对抗风能力和整体动力学特性有很高要求的跨江、跨海大型和特大型斜拉桥，特别适用于那些对稳定性有很高要求的铁路桥，该成果已申请到国家专利。
某大跨度钢结构拱桥 如图4.10，利用ANSYS对该桥进行强度、屈曲全桥仿真分析。
图4.11 为该桥的轴力分布图。
对该桥进行各种载荷工况组合，经过计算分析，发现图4.10 的某些杆件（红颜色赶件）不满足设计要求，需要重新设计。
图4.9 新型大跨度双向拉索悬索桥图4.10 大跨度钢结构拱桥图4.11 大跨度钢结构拱桥的轴力在进行桥梁仿真分析的过程中，离不开各种荷载的组合，桥梁所受的荷载复杂，但归纳起来可分为三类：永久载荷、可变载荷、偶然载荷，ANSYS 可模拟各种载荷工况，如图4.12，并对这些工况进行组合，如图4.13。
图4.12 ANSYS 可模拟的桥梁载荷图4.13 工况组合通过对荷载的组合，ANSYS 可以很方便地找出桥梁最不利荷载位置，如图4.14。
图4.14 判断在活载作用下桥梁的最不利荷载位置二、桥梁局部分析黄洲大桥 是一座V 型刚构连续组合梁桥。
基于ANSYS的CAE软件二次开发技术
1 引言随着科学技术的进步，有限元分析已成为科学研究中不可缺少的技术手段，各种大型有限元分析软件也由此而产生。
各种有限元分析软件都有其独到优势，为不同领域的工程技术人员提供了很好的分析工具，然而从头开发自主产权的CAE软件成本很高，需要大量人力物力的投入，而依托优秀的商业性软件进行二次开发则无须经过多年的理论与实践验证，既可以利用通用软件的所有功能，又可以按照自己的行业需求进行客户化定制，能够很快地投入使用，节约软件开发成本。
[1]2 CAE软件二次开发技术介绍2.1 CAE软件二次开发的分类摘 要 CAE软件的研发是当今软件开发的一个热门的领域。
自主研发有自主知识产权的软件的成本很高，需要大量人力物力，且耗时很长，而依托优秀的商业性软件进行二次开发则无须经过多年的理论与实践验证，既可以利用通用软件的所有功能，又可以按照自己的行业需求进行客户化定制，能够快速地投入使用，节约软件开发成本。
二次开发的目的是使通用软件更加专业化，以提高应用效率，统一和简化使用方法，二次开发既可以满足用户自身的行业具体需求，也可以扩充原软件的功能，使之进一步发展完善。
因此，技术越成熟，功能越强大的CAE软件，越强调自身平台的“开放性”，在一些大型商业性有限元软件，如ANSYS、MSC的实际使用中都能看到许多基于软件本身的二次开发成果，对CAE软件进行二次开发已成为CAE技术发展的一个方向。
本文主要围绕CAE-ANSYS二次开发技术，并在ANSYS平台上开发出波纹腹板板梁设计专用模块，该模块可实现参数化建模及计算，并可对模型实施动态修改，从而提高工作效率，在此基础上对波纹胶板的力学性能进行了分析及优化设计，提出了该结构的最优尺寸，为实际工程设计提供依据。
关键词 二次开发；ANSYS；UIDL；波纹腹板；抗减承载力；优化设计ABSTRACT The CAE software development is one of the hottest research field. Considering of copyrights, developing time and the costs of the software, the secondary development of Computer Aided Engineering(CAE) software is necessary for the engineering. This can improve the efficiency of entity modeling and give an valid method for 3D modeling of such similar questions solutions. This has been a new research direction in CAE field.Based on finite element analysis software ANSYS, parametric modeling of screw structure is developed by ANSYS inner developing tools. A system called Corrugated Web Beam Design System(CWBDs). CWBDs introduces the methods of the menu and the dialog designing with User Interface Design Language(UIDL) and screw structure parametric modeling in Application Design Language(APDL) of ANSYS. It can extend the function of the ANSYS software and work efficiently.In the paper, the secondary development on the CAE technology is reviewed. The CWBSDs system supports parametric modeling and also supports Chinese. Based on CWBSDs the shear strength of corrugated webs beam was analyzed and compared with that of ordinary beam. It was pointed out that corrugated web beam has superior shear performance. Effects of the H-beam geometry on its shear properties of optimal design of shear strength based on the numerical result were also studied.aging mathematical model, compared with the traditional Allen News model has advantages such as strong pertinence, physical meaning is obvious and more accurate life prediction, and has a very good application value.KEYWORDS Secondary Development ; ANSYS; UIDL;Corrugated Web Beams; Shear Bearing Capacity; Mechanical Optimum Design基于ANSYS的CAE软件二次开发技术The Secondary Development Based on ANSYS Software and itsApplication胡建戌 焦丽华 谢凌志CAE软件二次开发可接不同分类方法归纳如下：1．根据需求不同进行分类1)将经常反复使用的复杂功能进行封装，使操作更加“傻瓜”化，为技术人员的一般应用工作提供有力的工具。
基于ANSYS二次开发的预应力混凝土曲线刚构桥施工仿真分析的开题报告
基于ANSYS二次开发的预应力混凝土曲线刚构桥施工仿真分析的开题报告1.研究背景钢筋混凝土梁桥中预应力混凝土曲线梁是一种有效的节省钢材的桥梁结构形式，由于其具有刚性高、承载力强等特点，广泛应用于公路、铁路和城市道路等建设项目中。
在曲线梁的施工过程中，对于预应力混凝土的初支座应力、张拉力以及释放力等参数需要进行合理的设计，以保障施工质量和桥梁的安全性。
同时，钢筋混凝土梁桥的施工具有不可逆性和难以修补等特点，因此需要进行详细的施工仿真分析来确保施工过程中的各项参数满足设计要求，保障施工质量和桥梁的安全性。
2.研究目的该项目旨在基于ANSYS二次开发技术，研究预应力混凝土曲线刚构桥的施工仿真分析方法，通过计算得到曲线梁施工过程中各参数值的变化情况，并模拟刚构钢箱梁吊装、张拉、压浆等施工过程，以期为曲线梁施工过程中参数的设计及优化提供科学依据，同时提高施工效率和确保施工质量。
3.研究内容（1）针对预应力混凝土曲线梁的特点，设计合理的数值模型，并进行有限元分析，研究曲线梁施工过程中各参数值的变化情况。
（2）模拟曲线梁的吊装、张拉和压浆等施工过程，分析各工况下结构的变形、应力及应变等参数特征，并研究各工况下曲线梁结构的稳定性。
（3）对比仿真分析结果与实测数据，验证分析的准确性。
（4）通过分析得到的数据，优化设计和施工方案，以提高施工效率和确保施工质量。
4.研究方法（1）建立预应力混凝土曲线刚构桥施工数值模型，采用ANSYS有限元分析软件对桥梁进行数值模拟。
（2）在模拟分析过程中，应用ANSYS提供的各种分析方法，包括静态分析、模态分析、模拟布料等。
（3）分析模拟结果的数据，优化设计和施工方案。
5.研究意义本项目通过建立预应力混凝土曲线梁的有限元分析模型，模拟吊装、张拉等施工过程，并通过计算和对比仿真分析结果与实测数据，可实现曲线梁施工过程中各参数的准确控制和设计优化，有助于提高曲线梁施工效率，确保施工质量和桥梁的安全性，具有重要的应用价值和社会意义。
ANSYS参数化编程语言的二次开发及应用
ANSYS参数化编程语言的二次开发及应用
何芝仙;曹菁
【期刊名称】《机械制造》
【年(卷),期】2007(045)005
【摘要】利用ANSYS中的APDL语言进行二次开发,编写专门程序,实现了自动多次改变边界条件,求解并记录指定节点上的应力或变形,解决了柔度矩阵的建立和曲轴动应力计算两个典型问题.计算结果表明,采用APDL语言进行二次开发,扩展了ANSYS软件的功能,可解决机械工程设计中的一些关键技术问题.
【总页数】3页(P5-7)
【作者】何芝仙;曹菁
【作者单位】安徽工程科技学院机械系,芜湖,241000;上海交通大学动力与机械学院,上海,200030
【正文语种】中文
【中图分类】TH122
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2007年 第4期(总第158期)黑龙江交通科技HE I L ON GJ I A N G J I A O T ON G KEJ INo.4,2007(Sum No.158)ANSYS二次开发技术在确定缆索承重桥梁成桥初始恒载索力中的应用谢飞翔,陈玉骥,邓发杰(中南大学土木建筑学院)摘 要:用ANSYS软件对缆索承重桥梁做分析时,需要给定一组初始索力使缆索承重桥梁在成桥恒载作用下的索力与设计索力一致,用人工调索的方法来寻找初始索力往往效率低、精度低,本文利用ANSYS软件的二次开发功能,运用影响矩阵法,开发了相应的调索程序,使调索工作变得简单、高效。
该程序已运用于一座自锚式悬索桥的分析中,寻找到了一组合理初始索力,提高了调索效率和精度,为今后利用ANSYS解决桥梁中的同类问题提供了一条新的思路。
关键词:ANSYS;二次开发;调索;缆索承重桥梁;悬索桥中图分类号:U441.+5 文献标识码:C 文章编号:1008-3383(2007)04-0079-02 对缆索承重桥梁进行全桥受力分析时,首先需要提供一组初始索力,使缆索承重桥梁在成桥恒载作用下满足设计的基本参数和性能,达到合理的受力状态和几何线型。
对于悬索桥,合理成桥状态不仅和施工方法、构件自身特性有关,还与吊索内力有关,吊索内力不仅决定加劲梁的弯曲内力分配,也决定主缆的索形及内力分布,吊索成为了研究成桥受力状态的关键;对于斜拉桥,合理成桥状态必须综合考虑主梁、塔、索和墩的受力,即在成桥恒载作用下,主梁弯矩控制在“可行域”范围内,墩宜向岸侧有一定的预偏量,斜拉索索力分布均匀,桥墩支座有足够的压力储备,其中斜拉索索力是研究成桥受力状态的关键;因此对缆索承重桥梁进行受力分析时,必须保证在成桥恒载作用下的吊索(斜拉索)计算索力与设计索力一致,才能保证在成桥恒载作用下桥梁处于合理成桥状态。
寻找初始索力的方法是假定一组索力,以初应变的形式加到吊索(斜拉索)上,计算在成桥恒载作用下的索力,并检查计算索力与设计索力的误差是否在允许的范围内,若误差过大,则修改吊索(斜拉索)初应变,再重新计算直至误差在允许的范围内,将最后一次计算所用的一组吊索(斜拉索)初应变乘以各自弹性模量即为所要找的一组初始索力。
然而,对缆索承重桥梁这种柔性结构体系,吊索(斜拉索)与吊索(斜拉索)之间的索力会相互影响,往往需要多次调试才能找到一组合理初始索力,并且每次调试都要修改吊索(斜拉索)的初应变,比较繁琐、费时。
针对上述问题,本文提出利用ANS-YS提供的二次开发技术,运用影响矩阵法,编制相应的调试程序来寻找缆索承重桥梁初始索力。
该程序成功应用到确定一座自锚式悬索桥成桥初始恒载索力,为今后利用ANSYS解决桥梁中的同类问题提供了一条新的思路。
1 ANSYS的二次开发技术1.1 户程序界面设计技术ANSYS为用户进行程序界面设计提供了一种专用语言即U I D L(U ser I nterface Design Lang-uage)。
U I D L是一种程序化的语言,用户通过向控制文件写入U I D L命令流来建立自定义的菜单、对话框和在线帮助,在扩充ANSYS功能的同时建立起对应的图形驱动界面,从而实现命令重组、架设其他用户程序与ANSYS之间的桥梁等功能。
1.2 参数化程序设计技术ANSYS提供了一种参数设计语言AP DL(ANSYS Para2 metric Design Language),AP DL是一种非常类似于F OR2 TRAN的参数化设计语言,用户可以用它执行一般任务,甚至可以按照命令建立自己的模型。
其核心内容为宏、参数、循环命令和条件语句。
其中,程序设计语言部分与其它编程语言一样,具有参数、数组表达式、函数、流程控制(循环与分支)、宏以及用户子程序等。
用户可以利用程序设计语言将ANSYS命令组织起来,编写出参数化的用户程序,从而实现有限元分析的全过程,即建立参数化的有限元模型、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化的荷载和边界条件定义、参数化的分析控制和求解以及参数化的后处理。
1.3 开放式的用户编程技术ANSYS提供给用户另一种二次开发技术—UPFS(U ser Pr ogra mmable Features),它允许用户连接自己的F ORTRAN 程序和子过程,通过连接用户的F ORTRAN程序生成了一个针对用户特点的ANSYS程序版本,该项技术充分显示了ANSYS的开放体系。
用户不仅可以采用它将ANSYS程序剪裁成符合自己所需的任何组织形式,如可以定义一种新的材料,一个新的单元或者给出一种新的屈服准则,而且还可以编写自己的优化算法,通过将整个ANSYS作为一个子程序调用的方式实现,从而实现从简单的单元输出功能到很复杂的用户优化算法。
2 基于ANSYS二次开发的缆索承重桥梁初始索力确定2.1 几何非线性的考虑悬索桥的几何非线性包括主缆几何非线性、加劲梁和索塔的梁柱效应和垂度效应;斜拉桥的几何非线性包括斜拉索的大位移效应、梁-柱效应和垂度效应。
本文通过在变形后的位置上建立新的平衡方程来考虑几何非线性,用等效弹性模量法考虑主缆或斜拉索的垂度效应2.2 缆索承重桥梁初始恒载索力的确定方法(1)初始索力向量{F0},{F0}等于设计索力向量{F}, {F}=[f1,f2,…,f i,…,f n]T,f i(i=1,2…,n)是吊索(斜拉・97・总第158期黑龙江交通科技第4期索)的设计索力。
(2)结果索力向量{Fr},{F r}=[f r1,f r2,…,f ri,…,f r n]T,f ri(i=1,2…,n)是在成桥恒载作用下,吊索(斜拉索)的索力为初始索力时的计算索力。
(3)调值向量{△F},是结果索力向量和设计索力向量的差值{△F}=[△f1,△f2,…,△f i,…,△f n]T,△f i=f ri-f i(i=1,2…,n)。
(4)被调向量{△X},是吊索(斜拉索)的索力增量{△X}=[△x1,△x2,…,△x i,…,△x n]T(i=1,2…,n)。
(5)影响向量{Aj},是在成桥恒载初始索力作用下,让被调向量第i个元素△xi发生单位变化引起调值向量{△F}的变化量,{Aj}=[a1j,a2j,…,a ij,…,a m j]T(i=1,2…,m,m=n)(6)影响矩阵[A],是m个被调向量发生单位变化,引起每个影响向量依次排列所形成的矩阵,[A]=[{A1},{A2},…,{A j},…,{A m}]a11a12 (1)a21a22 (2)…………a n1a n2…a n m如果认为在调整阶段结构满足线性叠加原理,根据定义被调向量必须满足下面方程:[A]{△X t}={△F}求解上述方程即可得到被调向量{△Xt},对于线性结构,一次调整即可得到较好的结果,对于非线性结构,可以采用循环影响矩法进行调整。
本文计算方法为:假定设计索力为初始索力,考虑缆索承重桥梁的几何非线性效应,应力强化效应,求出索力影响矩阵后反复计算并调整吊索(斜拉索)的初始索力,直至在成桥恒载作用下的结果索力与设计索力的相对误差在允许的范围内。
具体步骤如下:(1)输入桥梁结构的基本参数;(2)假定初始索力{F0}为设计索力{F};(3)采用Ne wt on-Rap s on方法进行结构的平衡迭代(包含结构大位移、梁柱效应及垂度效应的影响),求出结果索力{F},调值向量{△F};(4)检查|△fi/f i|(i=1,2,…,n)是否小于允许误差,如果是则打印计算结果,否则令[A]{△Xt}={△F},求出{△X t},更新初始索力向量,令{F0}={F0}-{△X t},重复(3)、(4),直到|△fi /fi|小于允许误差。
(5)打印{F0}。
2.3 基于ANSYS二次开发的缆索承重桥梁初始索力确定的基本过程针对所要解决的问题,用户可以选择相应的二次开发技术对ANSYS进行二次开发。
本文主要利用ANSYS提供的参数化设计语言AP DL二次开发技术,将前面介绍的缆索承重桥梁初始索力确定方法在ANSYS中实现。
具体步骤如下:(1)建立有限元模型,定义荷载,边界条件;(2)采用下面ANSYS命令设置分析类型,求解单元内力和应变;S OLCONTROL,ON !优化非线性分析NLGE OM,ON!几何非线性分析SSTI F,ON!考虑应力刚化S OLVE!求解(3)利用3do-l oop命令循环求解,每求解一次,改变一根吊索(斜拉索)的初应变,求出索力影响向量,循环结束后求出影响矩阵。
(4)利用3do-l oop命令循环求解,运用影响矩阵法求出结果索力,结果索力小于允许误差则停止计算;否则更新初始应变,重新计算,直到结果索力和设计索力差值小于允许误差。
3 应用事例以某自锚式悬索桥为例,该桥主跨为350m,边跨为270m,主跨垂跨比为1/12.5,塔高136m,拉索间距12m。
建立脊梁式有限元模型,见图1,本模型中相邻吊索索力影响较大,采用人工调索的方法来寻找合理初始索力既费力又费时,且较难得到满意的结果,利用本文的方法能自动寻找合理初始索力,既方便又省时而,且精度高。
索力计算值和设计值对比见表1。
图1 脊梁式有限元模型表1 索力计算值和设计值比较索号内力/K N计算设计索号内力/K N计算设计185987215105810483104110261710551046510741059191053104571072105821105110439106910552310481040111065105325102210141310611050279119004 结 语通过本文的叙述可以看出,利用ANSYS提供的二次开发技术,并结合影响矩阵法来确定缆索承重桥梁的成桥索力是完全可行的,为今后利用ANSYS解决桥梁中的同类问题提供了一条新的思路。
ANSYS二次开发技术可使这一通用有限元软件在桥梁分析中提高效率,掌握和运用好ANSYS 的二次开发技术,可使我们无须发大量的人力、物力就能开发出自己的桥梁分析程序。
收稿日期:2007-04-01・8・。