利用ansys APDL进行优化设计的例子
基于ANSYS参数化语言APDL的结构优化设计
ｕ Ｙ Ｎ 设计 变量 ） 始化 ， 构建 初 并 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ提供的参数化设计语 言（ Ｐ ）通过 结构设计 参数 的调 ？ Ｓ Ｓ的命令将要参 与优 化的数据 （ Ａ ＤＬ ， 个参数化分析模 型 ， 以后软件修 正模 型提供 可能 ；． 载与 为 ｂ加 整， 则可 以自动完成上述循环功 能 ， 进行优化设计 ， 从而大大减 少 修改模 型和重新分析所花 的时 间。 求解 ： 对结构 的参数模型进行加载 与求 解 ；． 入 Ａ Ｓ Ｓ的后处 Ｃ进 Ｎ Ｙ 提取有 限元分析结果并赋值状态 变量（ 束条件 ） 目标 约 和 Ａ Ｄ Ｐ Ｌ是 Ａ Ｙ ａａ ｔ ｃ ｅｉ ａ ｇａｅ 缩 写 ， Ａ 理模块 ， ＮＳ ＳＰ ｒ ｍｅ ｉ Ｄ ｓ ｎＬ ｎ ｕｇ 的 ｒ ｇ 即 Ｎ— 优化 目标 ） ） 。２ 构建优 化控制文件 。ａ 进入优化 设计模 块 ， ． Ｓ Ｓ参 数 化 设 计 语 言 。它 是 一 种 通 过 参 数 化 变 量 方 式 建 立 分 析 函数（ Ｙ 指 定 优 化 分 析 文 件 ；． 明优 化 变 量 ， 择 优 化 工 具 或 优 化 方 法 ， ｂ声 选 模 型的脚本语言 ， 用建立智 能化分析 的手段为用户 提供 了 自动完 Ｃ 指定优 化循 环控 制方 式 ；． ｄ 成 有 限元 分 析过 程 的功 能 ， 即程 序 的输 入 可 设 定 为 根据 制 定 的 函 或采用用户 自己 的外 部优 化程序 ；． 进行优 化参数评 价 ， 化处 理器 根据 本 次循环 提供 的优 化参 数 优 数 、 量 以 及 选 用 的分 析 标 准 来 做 决 定 。Ａ Ｄ 变 Ｐ Ｌ允 许 复 杂 数 据 的 设计变量 、 状态 变量及 目标 函数 ） 与上 次循环提供 的优 化参数作 输入 ， 使用户 对任何设 计 和分析属 性有控 制权 ， 扩展 了传统 有 限 （ 确定该次循环 目标 函数是 否收敛 ， 或者 说结 果是否达 到 元分析范 围以外的能 力 ， 扩充 了更高级 的运算 ， 括灵敏 度研 比较后 ， 并 包 完成迭代退 出优化循 环 ； 否则 ， 行下步 。３ 重 进 ） 究、 优化设计 等。具 体为参 数 、 参数数 组 、 达式 与 函数 ， 支与 最优 如果 最优 ， 表 分 新循环 。根据 已完成的优化循环和当前优化变量的状态修正设计 循环 、 重复等功能 ， 而为优化设 计运 行繁琐 的迭代提 供 了 町能 从
ANSYS经典APDL程序实例
/AXLAB,Y,STRESS
XVAR,4
PLVAR,5
FINISH
4.
!KINH滞回
FINISH
/CLEAR
/PREP7
ANTYPE,STATIC
ET,1,SOLID65
R,1
MP,EX,1,30E3
MP,NUXY,1,0.2
TB,CONCR,1,1
TBTEMP,0
TBDATA,1,0.3,0.5,2.5,-1
TBPT,, 100E-6, 3.0
TBPT,, 300E-6, 8.3
TBPT,, 600E-6,14.6
TBPT,, 900E-6,19.1
TBPT,,1100E-6,21.0
TBPT,,1250E-6,22.0
TBPT,,1400E-6,22.6
TBPT,,1550E-6,22.8
TBPT,,1650E-6,22.7
1
! 一个管道，环向配筋率为1%，纵向配筋率为0.5%，径向配筋率为0.1%
!
FINISH
/CLEAR
/PREP7
!*
! 单元属性
ET,1,SOLID65
!*
KEYOPT,1,1,0！：单元主要选项设置
KEYOPT,1,5,0！5：Number of the KEYOPT to be defined (KEYOPT(KNUM)).
TBPT,,1000E-6,20.25
TBPT,,1300E-6,22.3
TBPT,,1480E-6,22.8
TBPT,,1620E-6,22.8
TBPT,,1800E-6,22.3
TBPT,,2000E-6,21.4
anasys中apdl用法
anasys中apdl用法ANSYS APDL（ANSYS Parametric Design Language）是ANSYS的旧版软件中用于建模和分析的命令式语言。
APDL具有非常强大的功能，可以用于解决各种复杂的工程问题。
本文将一步一步回答关于APDL的一些常见问题，并介绍如何使用APDL进行建模和分析。
第一部分：APDL的基本概念和语法APDL是一种命令式语言，它使用文本命令来描述模型和分析操作。
APDL 的命令格式通常由命令名称和一些选项组成，这些选项被放在括号内或使用特殊的符号进行标记。
例如，下面是一个创建一个立方体模型的简单示例：! 创建一个立方体模型BLOCK 0 1 0 1 0 1在上面的例子中，命令“BLOCK”用于创建一个立方体，括号内的数字表示立方体的边界坐标。
APDL还提供了大量的命令用于定义材料、边界条件、加载和分析选项等。
这些命令都有特定的语法和选项，使用者可以根据具体的需求进行调整。
APDL还支持使用变量和循环等高级功能，以实现更复杂的模型和分析。
第二部分：APDL的建模功能APDL具有强大的建模功能，可以用于创建各种几何形状和结构。
下面列举了几个常见的建模命令：1. BLOCK：用于创建一个立方体或长方体模型。
2. CYLIND：用于创建一个圆柱体模型。
3. SPHERE：用于创建一个球体模型。
4. COMBIN：用于组合多个模型为一个整体。
这些命令的选项可以根据具体的需求进行调整，例如指定尺寸、位置和方向等。
在建模过程中，APDL还提供了一些辅助命令用于编辑和变换模型，如移动、旋转和缩放等。
第三部分：APDL的分析功能APDL可以用于进行各种工程分析，包括静态分析、动态分析、热传导分析等。
下面列举了几个常见的分析命令：1. SOLVE：用于求解线性方程组，得到模型的位移和应力等结果。
2. LOAD：用于定义加载条件，如施加力、约束和温度等。
3. POST1：用于后处理分析结果，包括位移、应力、应变和温度等。
ANSYS计算结果无难事，APDL经典命令让你的模型舞起来
ANSYS计算结果无难事，APDL经典命令让你的模型舞起来1、让你的ANSYS模型'舞'起来ANSYS计算结果的动画可采用ANTIME、ANMODE、ANCNTR、ANHARM等自动生成动画(AVI格式)，使结果展示更加生动直观，相信使用ANSYS的都会制作。
然而，几何模型或有限元模型则无动画显示功能，有时为展示模型本身，会从多个角度截取图片。
那么，模型能否也可制作动画呢？答案是肯定的。
利用ANSYS的图形存储命令/SEG可以实现此功能，让你的模型动起来。
具体过程详见命令流中及其注释，动画上传总是失败，自己生成不要观看吧。
Finish$/clear$/prep7!简单的创建几何模型以减少篇幅blc4,0,0,4,2,5cyl4,2,4,1,,2,,4!关闭图例信息/plopts,info,off!以下开始制作模型动画!删除当前储存的图形/seg,dele/seg,multi,jhdh,1 !独立存储且不覆盖，文件名为jhdh/auto,1 !自动计算与图形区合适显示方式!正视/view,1,0,0,1$vplot!侧视/view,1,1$vplot!俯视/view,1,,1$vplot!D视图/view,1,1,1,1$vplot!循环36次，每次改变10度视角*do,i,1,36$/ang,1,10,ys,1$/replot$*enddo!关闭图形存储操作，保存为jhdh.avi文件/seg,off$/anfile,save,jhdh,avi其实比较简单，一旦进入模型动画制作过程，所有的xPLOT(x=KLAVNE)绘制的图形都将进入动画序列，按显示过程形成一部连续的动画。
2、用一个命令解决ANSYS数据列表分页早年初学ANSYS时，经常用到xLIST(如NLIST、ELIST、KLIST、LLIST、ALIST、VLIST等命令)和PRxSOL（如PRNSOL、PRESOL、PRRSOL、PRETAB、PRPATH）等列表命令，并希望将这些内容保存到TXT文件中，然后再导入EXCEL中处理。
基于ANSYS参数化语言APDL的结构优化设计
计算机技术与应用文章编号:1009 6825(2008)03 0362 02基于ANSYS 参数化语言APDL 的结构优化设计收稿日期:2007 05 08作者简介:赵长勇(1978 ),男,长江大学城建学院硕士研究生,湖北荆州 434023张系斌(1956 ),男,硕士生导师,教授,长江大学城建学院,湖北荆州 434023翟晓鹏(1980 ),男,长江大学城建学院硕士研究生,湖北荆州 434023赵长勇 张系斌 翟晓鹏摘 要:指出了传统优化设计方法的不足,概述了A NSYS 和A PDL 的基本特征,综述了基于AN SYS 参数化设计语言A PDL 的结构优化设计的步骤及其应用现状,从而给建筑结构的优化设计注入新的活力。
关键词:结构优化设计,ANSYS,A PDL 中图分类号:T P 391文献标识码:A结构优化设计理论已有近四十年的发展历史,目前在一些重要的结构(如飞机结构)上已经得到了应用,这也引起了土木和建筑工程界人士的广泛关注,寻求建筑结构优化设计的理论、方法一直在紧张有序的进行当中。
由于传统的优化方法,例如准则法、数学规划法以及两者的结合(即所谓的混合法)等静态优化方法都是基于代数方程模型的;最优控制理论中的动态规划优化方法是基于微分方程或差分方程模型的。
而这些传统数学模型的描述能力和求解方法有相当的局限性,使得最优化理论和方法在实际应用中受到了很大的限制,存在着局部最优解、维数灾难、不确定性等问题,这些困难需要寻求新的优化设计方法,才能得到最终解决。
随着有限元理论的迅猛发展和日趋成熟,特别是计算机技术的广泛应用,基于A NSYS 参数化设计语言A PDL 的结构优化设计越来越体现出它强大的生命力,这无疑给建筑结构的优化设计注入了新的活力。
1 ANSYS 和APDL 概述及其关系A NSYS 是一种运用广泛的通用有限元分析软件,其有限元分析过程主要包括:建立分析模型并施加边界条件、求解计算和结果分析3个步骤。
ANSYS 优化设计-实例
ANSYS 优化设计1.认识ANSYS优化模块1.1 什么时候我需要它的帮忙?什么是ANSYS优化？我想说明一个例子要比我在这里对你絮叨半天容易理解的多。
注意过普通的水杯吗？底面圆圆的，上面加盖的哪一种。
仔细观察一下，你会发现比较老式的此类水杯有一个共同特点：底面直径＝水杯高度。
图1 水杯的简化模型为什么是这样呢？因为只有满足这个条件，才能在原料耗费最少的情况下使杯子的容积最大。
在材料一定的情况下，如果水杯的底面积大，其高度必然就要小；如果高度变大了，底面积又大不了，如何调和这两者之间的矛盾？其实这恰恰就反应了一个完整的优化过程。
在这里，一个水杯的材料是一定的，所要优化的变量就是杯子底面的半径r和杯子的高度h，在ANSYS的优化模块里面把这些需要优化的变量叫做设计变量（DV）；优化的目标是要使整个水杯的容积最大，这个目标在ANSYS的优化过程里叫目标函数（OBJ）；再者，对设计变量的优化有一定的限制条件，比如说整个杯子的材料不变，这些限制条件在ANSYS 的优化模块中用状态变量（SV）来控制。
下面我们就来看看ANSYS中怎么通过设定DV、SV、OBJ，利用优化模块求解以上问题。
首先参数化的建立一个分析文件（假设叫volu.inp），水杯初始半径为R＝1，高度为H ＝1（DV），由于水杯材料直接喝水杯的表面积有关系，这里假设水杯表面积不能大于100，这样就有S＝2πRH＋2πR2<100（SV），水杯的容积为V＝πR2H（OBJ）。
File:volu.inp (用参数直接定义也可或者在命令栏内直接写)R=1H=1S=2*3.14*R*H+2*3.14*R*RV=10000/(3.14*R*R*H)然后再建一个优化分析文件（假设叫optvolu.inp），设定优化变量，并求解。
/clear,nostart/input,volu,inp/optopanl,volu,inpopvar,R,dv,1,10,1e-2opvar,H,dv,1,10,1e-2opvar,S,sv,,100,1e-2opvar,V,obj,,,1e-2opkeep,onoptype,subpopsave,optvolu,opt0opexec最后，在命令输入框中键入“/input,optvolu,inp”，整个优化过程就开始了。
基于ANSYS参数化设计语言APDL的产品结构优化设计
ｕ ｔ ａ ｄｌｏ ｔｉ ｔｅｓ ｌ ｉ ｅｕｔ ｏ ｐ ｃ ｃ ｅｅｒｈ ｔｒｕ ｈ ｏ ｐ ｒｔ ｅａａ ｓ ｅ ｒ ｄ ｃ ｐ ｒ ｍｏ ｅ ｂａ ｉ ａ ｏ ｒｓ ｌ ｎｓ ｅｉ ｓａ ；ｈｏ ｇ ｔｅｃ ｍ ａａｉ ｎｌ ｉ ｂ ｆ ｅａ ｔ ， ｎ ｈ ｍｕ ｔ ｎ ｓ ｉ ｆ ｒ ｃ ｈ ｖ ｙ ｓ ｏ ｎ
件 与得 出的 结果 中找 到 了合适 的优 化数 据 ， 实现 了在 产品 结 构尺 寸 方 面 的优 化 ， 免 了大量 的 重复 有 限 避 元 建模和 前后 处 理操作 ， 显著提 高 了产 品 的设计 效 率 。 关键 词 ： Ｎ Ｙ ； Ｐ Ｌ； 限元分 析 ； Ａ Ｓ ＳＡ Ｄ 有 结构 优化 设计
ｃ ｅ ｈ ｐｔｍ ｉ ａ ｉｎ ｉ ｈｅｐｒ ｄ ｃ ｔ ｃｕ ｅ ｓｚｅ ｖｏ ｄ ｇｔ ｅ ｄ ｐｌ ａ ｉ ｎ ｏ ａ ｇ ｕ ｂ ｒ ｏ ｍｉｅ ｅｅ ｈｉｖｅｔ ｅ ｏ ｉ ｚ ｔｏ ｔ ｏ ｕ ｔｓ ｒ ｔ ｒ ｉ ，ａ ｉ ｉ ｈ ｕ ｉ ｔｏ ｆ ａ ｌｒｅ ｎ ｍ ｅ ｆｆ ｔ ｌ’ ｎ ｕ ｎ ｃ ｍ ｅ ｔｍ ｏ ｌ ｇ ａ ｄ ｐｒ －ｒ ａｍ ｅ ｔ ａ ｄ ｐｏ ｔｐｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｏ ｒ ｔｏ ，ａ ｄ ｉ ｎ ｄｅｉ ｎ ｅ ｔｅ ｔ ｎ ｎ ｓ － ｏ ｅ ｓ ｐｅ ａ ｉｎｓ ｎ ｍｐｒ ｖ ｇ ｔ ｅ ｅ ｃｅ ｃ ｈ ｏ ｕｃ ｎ ｎ ｏ ｉ ｈ ｆ ｉｎ ｙ ｏｆｔ ｅ ｐｒ ｄ ｔ ｎ ｉ ｄ ｓｇ ｉ ｉ ｃ ｎ ｌ ｅ ｉ ｓｇ ｆ ａ ｔｙ． ｎ ｎ ｉ Ｋ ｅ ｒ ｓ：Ａ Ｎ Ｓ ｙ ｗｏ ｄ ＹＳ； ＰＤ Ｌ； ｎ ｔ ｌｍｅ ｔａ ｌ ｉ；ｓｒ ｃ ｕ ｅ ｏ ｉ ａ ｅ ｉ Ａ ｉ ｆ ｉｅ ｅｅ ｎ ｎａｙｓｓ ｔ ｔ ｒ ｐｔｍ ｌｄ ｓｇ ｕ ｎ
ANSYS建模apdl命令流实例应用
/nerr,0 ! 将参数读入数据库 finish /clear /PREP7 ! 单元类型编号 et,1,beam44 et,2,shell63 et,3,link8 ! 材料类型编号 Q420/Q370/ 拉索 -1 ，混凝土 C40/C50-2 ，刚臂 -3 mp,ex,1,2.1e11 mp,prxy,1,0.3 mp,dens,1,7850 mp,alpx,1,1e-5
项目
混
主塔
凝 塔座
土
预应力钢筋
普通钢筋
索导管
钢料
垫板 检查设施
劲性骨架
锚具
波纹管 金属扩张网
材料规格 C50
C40
钢绞线 粗钢筋 Hrb335 20 号热轧无缝 Q235B Q235B Q235B 群锚 15-19 JL-32 粗钢筋锚具 100mm 45mm GM50075 型
单位 m3
m3
T T T T T T T 套 套 M M M2
! 中桁 *if,i,eq,94*25+2,then !7 截面 type,1 mat,1 secnum,14 *do,a,1,3*25,1 E,i-1+a,i+a *enddo *do,b,1,11*25,1 E,35*25-1+i+b,35*25+i+b *enddo *do,c,1,8*25,1 E,77*25-1+i+c,77*25+i+c *enddo !6 截面 type,1 mat,1 secnum,13 *do,a,1,3*25,1 E,i+3*25-1+a,i+3*25+a *enddo *do,b,1,3*25,1 E,32*25-1+i+b,32*25+i+b *enddo *do,c,1,3*25,1 E,46*25-1+i+c,46*25+i+c *enddo *do,d,1,1*25,1 E,i+76*25-1+d,i+76*25+d *enddo *do,e,1,7*25,1 E,87*25-1+i+e,87*25+i+e *enddo !5 截面 type,1 mat,1 secnum,12 *do,a,1,25,1 E,8*25-1+i+a,8*25+i+a *enddo *do,b,1,2*25,1 E,30*25-1+i+b,30*25+i+b *enddo *do,c,1,2*25,1
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利用ansys APDL进行优化设计的例子
一、问题描述：
二、分析文件的APDL语句及注释：（可把该文件拷贝到一个文本文件，作为ansys的分析文件。
）
!第一步，初始化ANSYS系统环境
FINISH
/CLEAR
/filename,BeamOpt
!第二步，定义参数化设计变量
B=1.4 !初始化宽度
H=3.8 !初始化高度
!第三步，利用参数创建有限元模型
/PREP7 !进入前处理
ET,1,BEAM3 !定义单元类型为BEAM3
AREA=B*H !梁的截面积
IZZ=(B*(H**3))/12 !绕Z轴的转动惯量
R,1,AREA,IZZ,H !定义单元实常数，以设计变量表示MP,EX,1,30E6 !定义材料性质
MP,PRXY,1,0.3
N,1 !创建节点1
N,11,120 !创建节点11
FILL
E,1,2
EGEN,10,1,-1 !复制单元
FINISH !退出前处理
!第四步，执行求解
/SOLU
ANTYPE,STATIC
D,1,UX,0,,11,10,UY
SFBEAM,ALL,1,PRES,20 !施加压力（单位长度上的负荷）=20 SOLVE
FINISH
!第五步，进入后处理并创建状态变量与目标变量
/POST1
SET,,,,
NSORT,U,Y !以Uy为基准对节点排序
*GET,DMAX,SORT,,MAX !参数DMAX=最大位移ETABLE,VOLU,VOLU !VOLU=每个单元的体积ETABLE,SMAX_I,NMISC,1 !每个单元I节点处应力的最大值ETABLE,SMAX_J,NMISC,3 !每个单元J节点处应力的最大值
SSUM !对单元表求和
*GET,VOLUME,SSUM,,ITEM,VOLU !得到总的体积
ESORT,ETAB,SMAX_I,,1 !按照单元SMAX_I的绝对值大小排序*GET,SMAXI,SORT,,MAX !参数SMAXI=SMAX_I中的最大值ESORT,ETAB,SMAX_J,,1 !按照单元SMAX_J的绝对值大小排序*GET,SMAXJ,SORT,,MAX !参数SMAXJ=SMAX_J中的最大值SMAX=SMAXI>SMAXJ !找到最大的应力
FINISH
三、优化过程的菜单方式实现
1、
设计变量有两个：B和H
在本例中需要分别采用两种方法进行优化设计：1）首先选用子问题（sub-problem）优化方法，设置迭代30次，获得7个可行性优化结果；2）再次基础上进行扫描法优化
（DV-sweep），选择BEST Design opt，NSPS 中填入5.
优化过程的apdl，命令流：
finish
/INPUT,'BEAM','INP',',,0
!执行优化分析
/OPT
OPCLR
OPANL,'BEAM','INP','' !指定分析文件名
!声明优化变量
OPVAR,B,DV,0.5,16.5 !B和H为设计变量OPVAR,H,DV,0.5,8
OPVAR,DMAX,SV,-0.1,0 !DMAX和SMAX为状态变量OPVAR,SMAX,SV,0,20000
OPVAR,VOLUME,OBJ !VOLUME为目标函数
!优化控制设置选项
OPDATA,,,
OPLOOP,PREP,PROC,ALL
OPPRNT,ON
OPKEEP,ON
!选择子问题法进行第一次优化计算
OPTYPE,SUBP !子问题法
OPSUBP,30,7，!最大迭代次数
OPEXE !执行优化循环
!选择扫描法进行第二次优化分析
OPTYPE,SWEEP !dv sweep 扫描法OPSWEEP,BEST,5 !最佳设计序列，5次评估OPEXE !执行优化分析。