针对场地地震反应分析的ANSYS二次开发
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。
附代码基于C 的ANSYS二次开发
ansys二次开发1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。
邓肯_张E_B模型的ANSYS二次开发及应用_孙明权 (1)
Vol. 34 No. 2 Apr． 2013
邓肯 － 张 E － B 模型的 ANSYS 二次开发及应用
孙明权，陈姣姣，刘运红
（ 华北水利水电学院，河南 郑州 450045）
摘 要： 随着土石坝坝体高度的增加，土石坝的应力和变形分析已成为大型土石坝设计中不可缺少的一部分，有限
元法是进行应力和变形分析的一种有效方法． 在土石坝有限元计算中，难点主要是 ANSYS 中并不包含土
写的邓肯 － 张 E － B 模型的宏命令如下：
* create，Duncan-Chang
！ 建立宏文件
* afun，deg
！ 设置角度单位为度
* set，Pa，1e5 * set，P1，－ ArrS3（ num）
！ 定义 Pa = 1e5
！ 注意： 岩土工程中为拉负压正
* set，P3，－ ArrS1（ num）
式中： γ 为填土的重度； h 为单元形心在土层表面以
下的深度； K0 为土的静止侧压力系数； φ 为此种材 料的内摩擦角．
32
华北水利水电学院学报
2013 年 4 月
1． 2． 5 计算步骤 首先建立土石坝三维模型； 然后通过控制单元
生死来模拟土石坝的分层施工，在每一层施工完成 后通过编制的宏命令来提取各个活单元的最大、最 小主应力，执行宏修改每个单元的弹性常数； 再把当 前填筑高度所计算的结果作为下次继续计算的初始 条件进行重启动计算． 从而可动态模拟土石坝的施 工过程，并在每一层填筑的过程中动态修改土石坝 的弹性常数，进而可实现邓肯 － 张本构模型在土石 坝中的应用． 1． 2． 6 对结果进行后处理
准大气压； σ1 ，σ3 分别为单元的大主应力、小主应
力； Rf 为破坏比； K 为弹性模量系数； n 为弹性模量
ANSYS Example02地震分析算例 (ANSYS)
02地震分析算例(ANSYS)土木工程中除了常见的静力分析以外，动力分析，特别是结构在地震荷载作用下的受力分析，也是土木工程中经常遇到的问题。
结构的地震分析根据现行抗震规范要求，一般分为以下两类：基于结构自振特性的地震反应谱分析和基于特定地震波的地震时程分析。
本算例将以一个4质点的弹簧－质点体系来说明如何使用有限元软件进行地震分析。
更复杂结构的分析其基本过程也与之类似。
关键知识点：(a)模态分析(b)谱分析(c)地震反应谱输入(d)地震时程输入(e)时程动力分析(1)在ANSYS窗口顶部静态菜单，进入Parameters菜单，选择Scalar Parameters选项，在输入窗口中填入DAMPRATIO=0.02，即所有振型的阻尼比为2%(2)ANSYS主菜单Preprocessor->Element type->Add/Edit/Delete，添加Beam 188单元(3)在Element Types窗口中，选择Beam 188单元，选择Options，进入Beam 188的选项窗口，将第7个和第8个选项，Stress/Strain (Sect Points) K7, Stress/Strain (Sect Nods) K8，从None改为Max and Min Only。
即要求Beam 188单元输出积分点和节点上的最大、最小应力和应变(4)在Element Types窗口中，继续添加Mass 21集中质量单元(5)下面输入材料参数，进入ANSYS主菜单Preprocessor->Material Props-> MaterialModels菜单，在Material Model Number 1中添加Structural-> Linear-> Elastic->Isotropic属性，输入材料的弹性模量EX和泊松比PRXY分别为210E9和0.3。
(6)继续给Material Model Number 1添加Density属性，输入密度为7800。
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。
基于ANSYS二次开发技术的土层随机地震反应分析
层质点的位移 、速度和加速度 ; ceq为土层的等效阻尼 , ceq = 2ξeq m keq ; keq为土层的等效刚度 , keq = Geq /
h,
h为土层厚度 ;
Geq ,
ξeq分别为取决于土层等幅剪应变幅值
γ p
的符合双曲线模型的等价线性系统中的
等价剪切模量和等价阻尼比.
Geq
= G (γp )
∫ ∫ Teq
=
1 γ
m ax
γmax T (γp )
0
dγp ,
ξ ed
=
1 γ
max
γmaxξ(γp )
0
dγp.
(2)
Iwan假设
γ p
在
[ 0,
γ m ax
]
上均匀分布 ,
提出按式
( 2) 进行积分计算等价参数 , 其中 Teq , ξeq分别表
示系统以
γ p
做等幅循环时的振动周期和阻尼比
(6)
0
0
0
其中 , β为带宽参数 ; σγ, σγ, σγ¨分别为剪应变 、剪应变速度 、剪应变加速度的均方根 ; erf ( ) 为误差
第 11期
周爱红等 : 基于 ANSYS二次开发技术的土层随机地震反应分析
1177
函数. 从式
(5)
可看出 ,
峰值
γ p
的概率分布受带宽参数
β控制
,
当 β= 1时 ,
Abstract: Firstly, based on p seudo2excitation method, stochastic vibration analysis was converted into a series of simp le harmonic vibration analysis. Secondly, according to the relationship between excitation and response, a di2 rect acceleration iuput method was p roposed breaking the lim itation that traditionally harmonic force must be input2 ted for harmonic response analysis in ANSYS. Thirdly, equivalent linearization model was used to simulate the nonlinearity of m aterial which expanded the constitutive model of ANSYS. The p lug2in corresponding p rogram was developed using the advanced ANSYS Parameter Design Language (APDL ). Finally, taken the non2linear isotrop ic soil layer as an examp le, the effects of values of different constant amp litude shear strains for five different methods on the response of stochastic earthquake were studied. The results indicate that the values of different constant am2 p litude shear strains have great influence on the equivalent shear modulus, the equivalent damp ing ratio, the stand2 ard deviation for disp lacem ent and the direct interpolation equivalent linearization model was suggested. Key words: second developm ent of ANSYS; stochastic vibration; direct acceleration method; equivalent linear2 ization m ethod; p seudo2excitation method
ANSYS在钢框架结构地震时程反应分析中的应用
ｂ ｉｅ ｕ ｌ ｄ，ｗ ｔ ｈ ｄ ｉ ｔ ｅ ＡＮＳ Ｓ ｓ ｆ ｒ ｏ ｍｏ ｅ ｎ ｉ ｉ ｎｔ ｏ ａ ａｙ ｉ ｈ ａ ｔ ｑ ａ ｅ ｒ ｓ ｏ ｓ ． Ｔ ｅ ｈ Ｙ ｏ ｔ ｅ ｔ ｄ ｌａ ｄ ｄ ｖｄ ｕ ｉ，ｔ ｎ ｌ ｓ ｔ ｅ ｅ ｒ ｕ ｋ ｅ ｐ ｎ ｅ ｗａ ｓ ｈ ｈ
！
！＝
实
验
室
科
学
第１ ５卷
第 ４期
２１ ０ ２年 ８月
Ｃ ２ ３ ２ Ｎ１ －１ ５ ／Ｎ
Ｌ ＯＲＡＴ０ＲＹ Ｓ ＥＮＣＥ ＡＢ ＣＩ
Ｖｏ ． ５ Ｎｏ ４ １ １ ． Ａｕ ． ０１ ｇ２ ２
Ａ Ｓ Ｓ 钢 框 架 结构 地 震时 程 反 应 分析 中 的应 用 ＮＹ 在
闫 凯 ，宋庆 军 ，张 玉 华 ，宋
（ ． 鲁 南煤 化 工研 究 院 ，山东 济宁 １
摘
鹏
２２０ ） ７００
２２０ ７００；２ 国 家半 导体及 显 示产 品质检 中心 ，山东 济宁 ．
要 ：Ａ Ｓ Ｓ有限元分析软件有着强大的计算 功能 ，通 过二次开 发后 ，在结构 的地震 时程反应 分析 中有 着 ＮＹ
应 用十 分广 泛 。本 文 借 助 Ａ Ｓ Ｓ软 件 对 钢 框 架 结 ＮＹ 构 在地 震 时程反 应 中的状 态进行 了模 拟分 析 ＿ 。 １ Ｊ
１ 实例 模 型
１ １ 模 型 ．
如图 １ 示 ， 所 结构 为两 层钢框 架结 构 ， 柱和 梁 的 截 面形 式 以及尺 寸 在 图中进行 了标 注 ， 帕松 比： ／ ｘ＝
图 ２所 示 。
地 震 引起 的结 构震 动实 际上是 一种 很复 杂 的空 间振 动 ， 在进行 建 筑结 构 的地震反 应分 析 时 ， 需做 出
利用ANSYS程序的二次开发功能进行面板堆石坝地震反应分析
１ 工 程 背 景
九甸 峡水 利枢纽 工程 混凝 土 面板堆 石坝最 大 高 度 １ ６５ ３ ． ｍ，电站 总装 机容 量为 ３ ０ ０ ＭＷ 。
该工 程坝 址 区地震 基本烈 度 经鉴定 ，并 由国家
图 Ｉ Ｓ Ｉ ＯＬ Ｉ Ｍ５单 元 图
压 的应 力 应 变 关 系 ，直 接 用 于 堆 石 坝 地 震 反 应 的 非 线 性 瞬 态 分 析 。 【 关键 词】 面 板堆 石 坝 地 震 波 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ程 序 ＡＰ ＤＬ语 言 非 线 性 应 力 应 变 曲 线 弹 塑 性 模 型 围压 【 图分类号】 中 Ｔ ２ 【 Ｖ３ ３ 文献 标 识 码 】 Ａ 【 章 编 号 】 １ ７ — ２ ６ （０ ６ ４ ０２ 一Ｏ 文 ６ ２ ４ ９ ２ ０ ）０ — ０ ８ ３
・ ２ ・ ８
维普资讯
设计与施工
表 １ 材 料 密 度 表
材 料 位置 垫层 料 过 渡料 主 堆 石料
水 利 规 划 与设 计
型中 ，用虚 拟温度 值作 为 围压值 。
２０ 年第 ４ ０６ 期
干 密度 （ ／ ｍ。 ｇｃ ） ２２ ．８ ２ ２ ．５ ２ ２ ．Ｏ
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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。
基于ANSYS的地下结构抗震分析
常频繁 。随着地下空间开发利用的增多 ， 特别是一些 国家重 大水利水电地下工程的建设使得人 们对地下结 构 的抗震理
论及 工 程措 施 的研 究 日益 重 视 。
二 、 下工 程抗震研 究现 状 地
有关地下结构抗震问题 的研究方法大致分为三种 ： 地震 观测 、 实验研究和理论分析 。地 震观测就是通 过实测地 下结 构在地震时的动力特性来了解地下结构 的地震特点。实验研 究分为人工震源实验和振动台实验 。人工震源实验为实地研 究结构动力特性或求得地基弹簧阻尼特性等 ， 进行 现场 激振 试验 。由于人工起振力偏小 ， 难真实的反映出建筑物 的非 很
种计算方法为“ 仿真分析” 。从理论上讲 ， 这种方法对研究地
震 的动力响应来说是可信的。
四、 结构抗 震有 限元分析的主要 问题
【 ） 一 边界条件
就是用弹性地基上 的梁来模 拟研 究对 象 ， 把地震时地基 的位移作用在弹性地基上 ，以求解在 梁上产生 的应 力和变 形。这种方法是 把地基的位移当作 已知条件来进行结构 的抗
线性性质和地基断裂等 因素对地下结构地震反应的影响 ， 所
以一般不多采用。振 动台实验法能够较好地把握地下结构的 地震 反应特性 以及 地下结构与地 基之间 的相互 作用特性 等 问题 ， 因此更受重视。通过 模型实验使 人们能更好 地了解 和 掌握地下结构的工作特性 ， 为抗震理论的发展奠定 了基础。 地下结构抗震理论 的发展也 是随着地面 建筑抗震理论 的发展而发展的。 Ｏ ２ 世纪 ７ 年代 ， Ｏ 日本学者从地震的观测 资
析研究 。
时程 分析法又称为逐步积分法 ，它是 一种完全 的动力
ANSYS二次开发概述
ANSＹS二次开发概述标准ANSＹS程序就是一个功能强大、通用性好得有限元分析程序,同时它还具有良好得开放性，用户可以根据自身得需要在标准ANSYS版本上进行功能扩充与系统集成，生成具有行业分析特点与符合用户需要得用户版本得ANSＹS 程序.开发功能包括四个组成部分：⑴。
参数化程序设计语言（AＰDL）⑵.用户界面设计语言(UIDＬ）⑶.用户程序特性(ＵＰFs)⑷。
ＡNSＹS数据接口APＤＬ所能实现得功能通俗得说来应该就是次于UPF而强与UIDL,但实际上就是由于三者具体侧重点不同造成得:ＵＩDL主要控制GUI界面得各类二次开发方法,涉及得分析部分就要少一些,APＤL可以称其为与分析部分频繁打交道得一组小型工具，功能强大,但不与UIDＬ一样能够非常具体得针对某一两方面得二次开发处理，通常情况下融合在分析得角角落落中。
ＵＰF就是三者之间得最强者，能完成最复杂得二次开发工作，比如说构建新单元,复杂数据库交互，外围命令定制等,但UPＦ在很多情况下也借助了AＰDL命令来完全实现其功能.同样也能在UＩDL中嵌入APDL命令，来构建比较复杂得ＧUI二次开发工作。
UＩDL、APDL与UPF三者各有所长,密不可分。
结合使用三者，就能够实现任何强大得分析功能.５、2 Ansyｓ得开发功能组成部分Ａnｓys得开发功能由三个部分组成:参数化程序设计语言（AＰDL)、用户界面设计语言（UIDＬ）、用户程序特性（UPFs）５、2、1 参数化程序设计语言（APDＬ)参数化程序设计语言(APDL－AＮSYS Pａｒamｅｔric Design Languaｇe）实质上由类似于ＦORTＲAN7７得程序设计语言部分与100０多条ＡNSYS命令组成。
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)、重复执行命令、缩写、宏以及用户程序等。
标准得ANSYS程序运行就是由1000多条命令驱动得，这些命令可以写进程序设计语言编写得程序,命令得参数可以赋确定值,也可以通过表达式得结果或参数得方式进行赋值。
附代码基于C++的ansys二次开发
ansys二次开发1 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。
基于ANSYS的二次开发技术的实现方法
基于ANSYS的二次开发技术的实现方法
吴鹏;曾红;韩迈
【期刊名称】《辽宁工业大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2004(024)005
【摘要】基于大型通用有限元分析软件ANSYS 8.0环境,对ANSYS二次开发技术进行了探讨,并对ANSYS三种开发工具进行了详细的介绍.论述了采用二次开发方法设计产品的必要性和重要性,证实了以ANSYS为平台开发专业模块的可行性,提高了工作效率,缩短了产品的开发研制周期.
【总页数】5页(P25-29)
【作者】吴鹏;曾红;韩迈
【作者单位】辽宁工学院,辽宁,锦州,121001;辽宁工学院,辽宁,锦州,121001;鞍山广播电视大学,辽宁,鞍山,114000
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.72
【相关文献】
1.基于ANSYS二次开发技术的土层随机地震反应分析 [J], 周爱红;袁颖;张鸿儒
2.基于ANSYS二次开发技术的多室连续箱梁参数化建模研究 [J], 冯仲仁;程功;谭智文;李洪芝
3.基于ANSYS二次开发技术的转子动力学程序开发 [J], 孙立权;赵俊明;冯永志
4.基于ANSYS二次开发技术的研究 [J], 褚振兴;宁生科;马保吉
5.基于ANSYS二次开发技术的改进遗传算法在结构优化设计中的应用 [J], 盛鹰;易丽清;魏泳涛
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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。
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。
对ansys 进行二次开发 [精华]
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标准ANSYS程序是一个功能强大、通用性好的有限元分析程序，同时它还具有良好的开放性，用户可以根据自身的需要在标准ANSYS版本上进行功能扩充和系统集成，生成具有行业分析特点和符合用户需要的用户版本的ANSYS程序。
开发功能包括四个组成部分：参数化程序设计语言（APDL）用户界面设计语言（UIDL）用户程序特性（UPFs）ANSYS数据接口参数化程序设计语言（APDL）参数化程序设计语言实质上由类似于FORTRAN77的程序设计语言部分和1000多条ANSYS 命令组成。
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）、重复执行命令、缩写、宏以及用户程序等。
标准的ANSYS程序运行是由1000多条命令驱动的，这些命令可以写进程序设计语言编写的程序，命令的参数可以赋确定值，也可以通过表达式的结果或参数的方式进行赋值。
从ANSYS命令的功能上讲，它们分别对应ANSYS分析过程中的定义几何模型、划分单元网格、材料定义、添加载荷和边界条件、控制和执行求解和后处理计算结果等指令。
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CAD模型、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化的载荷和边界条件定义、参数化的分析控制和求解以及参数化的后处理。
宏是具有某种特殊功能的命令组合，实质上是参数化的用户小程序，可以当作ANSYS的命令处理，可以有输入参数或没有输入参数。
缩写是某条命令或宏的替代名称，它与被替代命令或宏存在一一对应的关系，在ANSYS 中二者是完全等同的，但缩写更符合用户习惯，更易于记忆，减少敲击键盘的次数。
ANSYS工具条就是一个很好的缩写例子。
用户界面设计语言（UIDL）标准ANSYS交互图形界面可以驱动ANSYS命令，提供命令的各类输入参数接口和控制开关，用户在图形驱动的级别上进行有限元分析，整个过程变得直观轻松。
ANSYS程序的二次开发
ANSYS程序的二次开发标准ANSYS程序是一个功能强大、通用性好的有限元分析程序，同时它还具有良好的开放性，用户可以根据自身的需要在标准ANSYS版本上进行功能扩充和系统集成，生成具有行业分析特点和符合用户需要的用户版本的ANSYS程序。
开发功能包括四个组成部分：参数化程序设计语言（APDL）用户界面设计语言（UIDL）用户程序特性（UPFs）ANSYS数据接口参数化程序设计语言（APDL）参数化程序设计语言实质上由类似于FORTRAN77的程序设计语言部分和1000多条ANSYS命令组成。
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）、重复执行命令、缩写、宏以及用户程序等。
标准的ANSYS 程序运行是由1000多条命令驱动的，这些命令可以写进程序设计语言编写的程序，命令的参数可以赋确定值，也可以通过表达式的结果或参数的方式进行赋值。
从ANSYS命令的功能上讲，它们分别对应ANSYS分析过程中的定义几何模型、划分单元网格、材料定义、添加载荷和边界条件、控制和执行求解和后处理计算结果等指令。
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CAD模型、参数化的网格划分与控制、参数化的材料定义、参数化的载荷和边界条件定义、参数化的分析控制和求解以及参数化的后处理。
宏是具有某种特殊功能的命令组合，实质上是参数化的用户小程序，可以当作ANSYS 的命令处理，可以有输入参数或没有输入参数。
缩写是某条命令或宏的替代名称，它与被替代命令或宏存在一一对应的关系，在ANSYS 中二者是完全等同的，但缩写更符合用户习惯，更易于记忆，减少敲击键盘的次数。
ANSYS 工具条就是一个很好的缩写例子。
用户界面设计语言（UIDL）标准ANSYS交互图形界面可以驱动ANSYS命令，提供命令的各类输入参数接口和控制开关，用户在图形驱动的级别上进行有限元分析，整个过程变得直观轻松。
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收稿日期:2004-01-10; 修订日期:2004-03-17 基金项目:重庆市科委资助(7549) 作者简介:王一功(1978-),男,硕士研究生,主要从事结构抗震方面研究.文章编号:100021301(2004)022*******针对场地地震反应分析的ANSYS 二次开发王一功,杨佑发(重庆大学土木工程学院,重庆400045)摘要:以往的场地地震反应分析程序往往缺乏很好的前后处理,难以应用于实际工程。
本文利用通用有限元分析程序ANSYS 进行二次开发,引入多次透射边界以适用于场地地震反应分析。
关键词:ANSYS ;场地地震反应;多次透射边界中图分类号:P315.96 文献标识码:AA secondary development of ANSYS for site earthquake responseWAN G Y i 2gong ,YAN G Y ou 2fa(Faculty of Civil Engineering ,Chongqing University ,Chongqing 400045,China )Abstract :Most programs capable of analysis of site earthquake response don ′t include pre 2and post 2processing ,so that they can ′t be good at engineering practice.A secondary development is applied to reinforce ANSYS with multi 2transmitting boundary in order to be applicable to analysis of site earthquake response.K ey w ords :ANSYS ;site earthquake response ;multi 2transmitting boundary1 引言建筑场地情况对房屋的抗震性能有着明显的影响,特别是各种特殊地形往往会加重邻近结构的地震破坏。
但由于场地情况千差万别,欲归纳出统一规律指导抗震设计目前还有困难。
最好的办法是针对特定的场地、房屋进行专门的分析研究,以提供设计建议。
但目前绝大多数进行场地地震反应分析或上下部共同作用分析的程序都缺乏很好的前后处理,难以直接用于工程实际。
本文利用普遍使用的通用有限元程序AN 2SYS 进行APDL 层次上的二次开发,使之适用于场地地震反应分析,并进而应用于上下部共同作用分析。
2 人工边界的引入场地地震反应分析与单一上部结构的地震反应分析最大的不同之处在于场地地震反应分析必须考虑场地的无限性。
对场地进行有限元分析,必然要截取出有限区域进行分析,但该区域的底面及两侧本来还存在着地基,这些地基向外延伸很远,可认为是无限远。
在实际情况下,地震波由边界内传到边界时会向外传播而不返回,因此需要引入人工边界,以模拟这种现象。
如果不引入人工边界则需要将边界距离取得尽量远,但这将受计算机容量的限制,这种方法一般只在验证人工边界准确度时作为对比对象采用。
人工边界处理的好坏对计算结果的精度有着极大的影响。
第24卷第2期2004年4月地 震 工 程 与 工 程 振 动EARTHQUA KE EN GIN EERIN G AND EN GIN EERIN G V IBRA TION Vol.24,No.2Apr.,2004图1本文在ANSYS 中引入了多次透射边界。
多次透射边界是我国学者在80年代提出的一种人工边界。
其特点是精度高,与有限元方法结合方便。
其基本原理简述如下:如图1所示,假设波位于人工边界所围计算域内,向边界上一点Q 入射的波沿x 轴的视传播可一般表示为u (t ,x )=∑i =1u i (t ,x )(1)其中u i (t ,x )=u 3i (c i t -x cos θi )。
u (t ,x )表示波场总位移矢量的某一分量,它由一系列沿x 轴传播的行波u 3i (c i t -x cos θi )组成。
每一行波u (t ,x )的透射公式为:u i (t +Δt ,x )≈∑N j =1(-1)j +1C N j u i [t -(j -1)Δt ,x -ja i c i Δt ](2)其中N 为透射阶次。
引入人工透射波速c A =a i c i 。
可得统一透射公式u i (t +Δt ,x )≈∑N j =1(-1)j +1C N j u i [t -(j -1)Δt ,x -jc A Δt ](3) 为消除漂移失稳,引入修正系数r 2得u i (t +Δt ,x )≈∑Nj =1(-1)j +1C N j u i [t -(j -1)Δt ,x -jc A Δt ]/(1+r 2)j (0Φr 2Φ0.05)(4)但公式(4)模拟的仅仅是外行波,在地震反应分析中,需要将外行波与非外行波分离,其中非外行波包括内行波和平行人工边界传播的波。
设分离出的外行波位移为u s ,全波位移为u ,参考波场位移为u r 。
外行波位移可以写为:u s =u -u r(5)在工程计算中,一般取入射地震波作为底边界的参考波场,取自由波场为侧边界的参考波场。
自由波场的计算现在主要有两种方法:一种是采用两步法,先在频域内计算侧边界节点的自由场运动时程,然后再以文件或数组的形式传送到时域的边界处理中;另一种方法是直接在时域针对局部区域进行自由波场计算,并进行波场分离[7]。
考虑到ANSYS 的具体计算情况,采用第二种自由波场计算方法虽然更具有先进性,但在实现时有一定困难,因此本文采用第一种方法进行自由波场计算。
下面给出部分实现二次透射边界的APDL 程序。
……3DO ,I ,1,WN!左侧人工边界3DO ,J ,1,LNN3GET ,DL X (J ,2),NODE ,NL (J ,2),U ,XDL X (J ,3)=DL XB (J )DL X (J ,1)=23DL X (J ,2)/1.04-DL X (J ,3)/1.04332+U FX (J ,I +2)-23U FX (J ,I +1)/1.04+U FX (J ,I )/1.043GET ,DL XB (J ),NODE ,NL (J ,3),U ,XD ,NL (J ,1),U X ,DL X (J ,1)!33GET ,DL Y (J ,2),NODE ,NL (J ,2),U ,YDL Y (J ,3)=DL Y B (J )DL Y (J ,1)=23DL Y (J ,2)/1.04-DL Y (J ,3)/1.04332+U F Y (J ,I +2)-23U F Y (J ,I +1)/1.04+U F Y (J ,I )/1.043GET ,DL Y B (J ),NODE ,NL (J ,3),U ,YD ,NL (J ,1),U Y ,DL Y (J ,1)3ENDDO!右侧人工边界342期 王一功等:针对场地地震反应分析的ANSYS 二次开发44 地 震 工 程 与 工 程 振 动 24卷……!施加地震激励……3ENDDO……其中WN为地震记录数;LNN为左侧人工边界节点数,可以通过APDL编程自动获得;DL X(J,1)、DL Y(J,1)为记录施加于下一时间步的人工边界位移的数组;DL X(J,2)、DL Y(J,2)为记录本时间步的距离人工边界c AΔt的节点位移计算结果的数组;DL X(J,3)、DL Y(J,3)为记录上一时间步距离人工边界2c AΔt的节点位移计算结果的数组;DL XB(J)、DL Y B(J)为记录本时间步距离人工边界2c AΔt的节点位移计算结果的数组;U FX(J,I)和U F Y(J,I)为自由场时程纪录,通过3VREAD命令读入ANSYS计算程序;NL(J,1)、NL(J,2)、NL(J,3)分别记录人工边界、距离人工边界c AΔt、距离人工边界2c AΔt的节点的编号,可以通过APDL编程自动获取。
可以将以上程序写为宏文件ussfin.mac,则通过USRCAL命令激活后,可以通过ANSYS接口USSFin 在U PFs层次上实现透射边界。
同时将自动获取边界节点的前处理程序写为宏文件usolbeg.mac,通过AN2 SYS的USOLB EG接口调用。
这样可以增加通用性。
需要注意的是人工边界区域必需使用映射网格划分,而且要保证节点间距为c AΔt,由于ANSYS具有强大的自动网格剖分功能,这是很容易实现的,这也避免了空间插值运算。
3 地震激励的施加方法在ANSYS中进行地震时程反应分析时,有三种方法施加地震激励。
第一种是通过ACEL命令在所有单元上同时施加同样的地震加速度激励。
由于上部结构刚度较大,波的传播速度很快,而且地震作用沿结构也不会产生太大变化,可以忽略波的传播过程,所以这一方法在进行单一上部结构地震反应分析时经常采用。
但由于场地土刚度较小,地震波传播速度很小,而且由于土体的不均匀性,地震波沿地基向上传播时波幅大小、频率成分都将改变。
因此在场地地震反应分析时地震激励有必要从底部输入以捕捉波的传播过程。
第二种方法是在底部输入地震位移激励。
但是由于强震记录往往是加速度时程,而没有位移时程。
如果通过数值积分的方法由加速度时程求解位移时程则将带来一定误差,但大部分时候这一误差是可以接受的。
第三种方法是大质量法。
即在底部节点上附加质量单元,令质量m取极大值,如m=1E10。
如要输入地震加速度记录a,则在附加质量单元的节点上施加与加速度方向相同的力F=m・a,这样便将地震加速度激励转换为力从底部输入了。
其中m取极大值的目的是忽略周围单元质量的影响。
但该方法在与透射边界结合时有一定困难,只适合采用刚性基岩的假设时采用,当然也可以在底部边界施加大阻尼,以模拟底部边界的透射性。
4 场地非线性的考虑ANSYS中可以采用自带的DP准则近似模拟土体的塑性,可以利用ANSYS的接触单元模拟裂隙、节理等。
在非线性分析中,重力作用和地震作用不能再简单叠加,需要首先施加重力荷载,然后再进行地震作用分析。
但文献[6]所提供的预荷载施加方法引入了应力刚化效应,这在场地地震反应分析中是不合适的。
我们采用了类似D YNA的处理方法引入重力。
即在时程分析中,首先将重力作为一个不随时间改变的动力施加,进行时程计算,这时将产生往复振荡。
在有阻尼条件下,这一振荡将逐步趋于稳定,达到静力作用下相应的值。
在振荡达到稳定后,再进行地震时程反应分析。
可以在重力振荡阶段施加较大的阻尼,以抑制振幅、缩短振荡时间。