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第1章　概述 1

1.1 APDL的简介 1

1.1.1 APDL的定义 1

1.1.2 APDL的特点 3

1.2　如何生成APDL文件 4

1.2.1　生成APDL文件 4

1.2.2　生成APDL文件的示例 6

1.3　使用APDL的基本常识 9

第2章　APDL编程语言及二次开发 12

2.1 工具条 12

2.1.1　添加命令 12

2.1.2　修改工具条 13

2.1.3 工具条嵌套 14

2.2　参数化变量使用 15

2.2.1　参数名的命名规则与格式 15

2.2.2　参数的使用 16

2.2.3　参数名的置换 25

2.2.4　参数表达式与函数 28

2.3　参数化数组 30

2.3.1　参数化数组的类型与定义 30

2.3.2　数组元素的赋值 34

2.3.3　生成数据文件 44

2.3.4　数组参数的运算 46

2.3.5　数组参数的输出与修改曲线标题 54

2.4　使用宏命令（Macro） 56

2.4.1　创建宏 57

2.4.2　宏的执行 60

2.4.3　局部变量 61

2.4.4　在元件和部件中使用宏 62

2.4.5　宏应用举例 62

2.5　循环与分支控制命令 64

2.5.1　调用子程序 64

2.5.2　无条件分支（＊GO）与重复执行（＊REPEAT） 65

2.5.3 DO循环 65

2.5.4　有条件分支（＊IF） 67

2.5.5　命令的返回值“_RETURN”和状态值“_STATUS” 69

2.6 APDL的二次开发功能 70

2.6.1　使用“＊ASK”命令 70

2.6.2　使用对话框 71

2.6.3　使用宏显示用户信息 72

2.6.4　生成状态条 74

2.6.5　宏里拾取操作及调用对话框 76

2.6.6　加密宏的生成 77

2.7 ANSYS的自编程特性 78

2.7.1 自编程特性（UPF） 79

2.7.2 ANSYS软件的非标准使用 81

第3章　APDL命令详解 82

3.1　生成缩略语 82

3.2　参数设置 84

3.3　生成宏文件 91

3.4　流程控制 96

3.4.1　与DO循环相关的命令 96

3.4.2　与IF结构相关的命令 97

3.5　与数组参数相关的命令 100

3.6　其他命令 113

第4章　前处理器（Preprocessor） 116

4.1　建立实体模型 116

4.1.1　生成关键点（Keypoints） 116

4.1.2　生成线（Lines） 122

4.1.3　生成面（Areas） 128

4.1.4　生成体（Volumes） 136

4.2　实体模型的操作运算（Operate） 141

4.2.1 实体的延伸与旋转（Extend＆Rotate） 141

4.2.2　实体布尔操作运算（Booleans） 147

4.2.3 实体缩放与几何量的计算（Scale＆Calc Geom） 158

4.3　实体模型的修改（Modify） 161

4.3.1　实体模型的修改和复制（Copy＆Modify） 161

4.3.2　实体模型的镜像与删除（Reflect＆Delete） 168

4.3.3　其他相关的命令（Other） 172

4.4　材料属性与实常数 175

4.4.1　设置材料属性（Material Attribute） 175

4.4.2　设置实常数（Real） 181

4.5　单元设置与网格划分 183

4.5.1　设置单元属性（Element Attribute） 183

4.5.2　选择单元类型与网格大小设置（Element Type＆Size） 185

4.5.3　网格划分（Meshing） 192

4.5.4　网格细化修改与删除（Refine＆Clear） 199

4.6　直接生成有限元模型 202

4.6.1　生成节点（Node） 202

4.6.2　生成单元（Element） 207

4.6.3　节点与单元的修改（Modify） 213

4.6.4　编号控制（Numbering Control） 218

4.7　耦合与约束方程 223

4.7.1　建立节点之间的耦合（Coupling） 223

4.7.2　生成约束方程（Constraint Eqn） 227

第5章　加载与求解（Solution） 235

5.1　指定分析类型 235

5.1.1　指定分析类型及重启动（Analysis Type＆Restart） 235

5.1.2 求解控制（Solution Control） 238

5.1.3 模态扩展（Mode Expansion） 252

5.1.4　分析选项（Analysis Option） 253

5.2　施加载荷和边界条件 256

5.2.1　施加载荷的设置（Setting） 256

5.2.2　施加载荷（Apply Load） 264

5.2.3　删除载荷（Delete Load） 290

5.2.4　载荷的运算（Operating） 293

5.3　载荷步设置选项 296

5.3.1　输出与求解控制（Output＆Solu Ctrls） 297

5.3.2　时间与频率（Time＆Frequence） 300

5.3.3　非线性选项（NonLinear） 301

5.3.4　谱分析选项（Spectrum） 304

5.3.5　其他选项（Other Option） 307

5.3.6　载荷步文件操作（Load Step） 309

5.4　物理环境与有限元求解操作 310

5.4.1　物理环境（Environment） 310

5.4.2　有限元求解运算（Solve） 312

第6章　后处理操作（Postprocessor） 316

6.1　结果数据的显示与列表 317

6.1.1　读入结果数据（Read） 317

6.1.2　图形显示结果数据（Plot Result） 319

6.1.3　结果数据的列表（List Result） 327

6.1.4　结果输出的选项（Options for Outp） 333

6.2　结果数据的操作 336

6.2.1　节点计算（Node Calculation） 336

6.2.2　单元表操作（Element Table） 339

6.2.3　路径操作（Path Operation） 342

6.2.4　载荷工况组合（Load Case） 350

6.3　其他相关操作命令 354

6.3.1　安全系数（Safety Factor） 354

6.3.2　疲劳分析（Fatigue Analysis） 355

6.3.3　定义与修改（Define＆Modify） 361

6.3.4　表面操作（Surface Operations） 362

6.3.5　其他命令（Other） 366

6.4　时间一历程后处理 368

6.4.1 变量定义与设置（Variable Define＆Setting） 368

6.4.2　变量数据运算操作（Variable Operation） 375

6.4.3　结果图形显示与列表（Variable Plot＆List） 378

6.5　优化设计 379

6.5.1 指定优化文件、变量和优化方法（Variable＆Opt Method） 380

6.5.2　指定优化循环控制方法（Opt Control） 384

6.5.3　优化结果的列表与显示（Result List＆Plot） 386

第7章　实用菜单操作（Utility Menu） 391

7.1　文件操作（File） 391

7.1.1 ANSYS的重新启动（Clear＆New） 391

7.1.2　文件的存取（File Save＆Resume） 393

7.1.3 CAD模型输入（CAD Model Input） 397

7.2　实体选择（Select） 400

7.2.1 选择实体（Select Entities） 400

7.2.2　生成实体元件和部件（Component＆Assembly） 406

7.3　实体的列表输出 408

7.3.1　实体模型的列表输出（Entity List） 408

7.3.2　属性的列表输出（Attribute List） 410

7.3.3　载荷的列表输出（Load List） 413

7.3.4　其他内容的列表输出（Other List） 416

7.4　实体显示与显示控制 417

7.4.1 实体及属性的显示（Entities＆Attribute Plot） 417

7.4.2　视图显示控制（View Setting） 421

7.4.3　视图模式控制（Plot Contro1） 425

7.4.4　图形窗口显示控制（Windows Control） 436

7.4.5　动画生成与显示控制（Animate Control） 439

7.5　工作平面与坐标系转换 443

7.5.1 工作平面的显示与偏移（WP Plot＆Offset） 443

7.5.2　坐标系统的设置与转换（Change＆Create CS） 446

第8章　APDL应用实例 449

8.1　规则网格划分的APDL操作 449

8.1.1　轴的规则网格生成 449

8.1.2　齿轮的规则网格生成 452

8.1.3　锥齿轮对的参数化建模 457

8.2　生死单元使用实例 473

8.2.1　问题的描述 473

8.2.2 APDL命令流文件 475

8.3　结构优化设计实例 485

8.3.1　问题的描述 485

8.3.2 APDL命令流文件 487

8.4　施加移动载荷实例 489

8.4.1　问题的描述 489

8.4.2 APDL命令流文件 490

8.5　动力学分析实例 492

8.5.1　问题的描述 492

8.5.2 APDL命令流文件 493

8.6　接触分析实例 496

8.6.1　胀管过程的数值模拟 496

8.6.2 APDL命令流文件 497

附录A ANSYS操作命令及格式汇集 501

附录B ANSYS常用标签名注解 544

参考文献 549