LSDYNA时间步长的解释.pdf

lsdyna显式与隐式

lsdyna显式与隐式隐式时间积分--不考虑惯性效应([C]and[M])。

--在t+△t时计算位移和平均加速度:{u}={F}/[K]。

--线性问题时，无条件稳定，可以用大的时间步。

--非线性问题时，通过一系列线性逼近(Newton-Raphson)来求解;要求转置非线性刚度矩阵[k];收敛时候需要小的时间步;对于高度非线性问题无法保证收敛。

显式时间积分--用中心差法在时间t求加速度:{a}=([F(ext)]-[F(int)])/[M]。

--速度与位移由:{v}={v0}+{a}t,{u}={u0}+{v}t--新的几何构型由初始构型加上{X}={X0}+{U}--非线性问题时，块质量矩阵需要简单的转置;方程非耦合，可以直接求解;无须转置刚度矩阵，所有的非线性问题(包括接触)都包含在内力矢量中;内力计算是主要的计算部分;无效收敛检查;保存稳定状态需要小的时间步。

关于文件组织:jobname.k--lsdyna输入流文件，包括所有的几何，载荷和材料数据jobname.rst--后处理文件主要用于图形后处理(post1)，它包含在相对少的时间步处的结果。

jobname.his--在post26中使用显示时间历程结果，它包含模型中部分与单元集合的结果数据。

时间历程ASCII文件--包含显式分析额外信息，在求解之前需要用户指定要输出的文件，它包括:GLSTAT全局信息，MATSUM材料能量，SPCFORC节点约束反作用力，RCFORC接触面反作用力，RBDOUT刚体数据，NODOUT节点数据，ELOUT单元数据…在显式动力分析中还可以生成下列文件:D3PLOT--类似ansys中jobname.rstD3THDT--时间历程文件，类似ansys 中jobname.his关于单元:ANSYS/LSDYNA有7中单元(所有单元均为三维单元):LINK160:显式杆单元;BEAM161:显式梁单元;SHELL163:显式薄壳单元;SOLID164:显式块单元;COMBI165:显式弹簧与阻尼单元;MASS166:显式结构质量;LINK167:显式缆单元显式单元与ansys隐式单元不同:--每种单元可以用于几乎所有的材料模型。

LS-DYNA使用指南中文版本

第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。

用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。

使用本程序，可以用ANSYS建立模型，用LS-DYNA做显式求解，然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。

也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式－显式/显式－隐式分析，如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。

1.1显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似，主要由三个步骤组成：1：建立模型（用PREP7前处理器）2：加载并求解（用SOLUTION处理器）3：查看结果（用POST1和POST26后处理器）本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。

没有详细论述上面的三个步骤。

如果熟悉ANSYS程序，已经知道怎样执行这些步骤，那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。

如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程：·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时，我们建议用户使用程序提供的缺省设置。

多数情况下，这些设置适合于所要求解的问题。

1.2显式动态分析采用的命令在显式动态分析中，可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。

同样，也可以采用ANSYS图形用户界面（GUI）中类似的选项来建模和求解。

然而，在显式动态分析中有一些独特的命令，如下：EDADAPT：激活自适应网格EDASMP：创建部件集合EDBOUND：定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS：指定体积粘性系数EDBX：创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT：指定自适应网格控制EDCGEN：指定接触参数EDCLIST：列出接触实体定义EDCMORE：为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR：定义各种约束EDCONTACT：指定接触面控制EDCPU：指定CPU时间限制EDCRB：合并两个刚体EDCSC：定义是否使用子循环EDCTS：定义质量缩放因子EDCURVE：定义数据曲线EDDAMP：定义系统阻尼EDDC：删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX：进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP：指定重启动文件的输出频率（d3dump）EDENERGY：定义能耗控制EDFPLOT：指定载荷标记绘图EDHGLS：定义沙漏系数EDHIST：定义时间历程输出EDHTIME：定义时间历程输出间隔EDINT：定义输出积分点的数目EDIS：定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART：定义刚体惯性EDLCS：定义局部坐标系EDLOAD：定义载荷EDMP：定义材料特性EDNB：定义无反射边界EDNDTSD：清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT：应用旋转坐标节点约束EDOPT：定义输出类型，ANSYS或LS-DYNAEDOUT：定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART：创建，更新，列出部件EDPC：选择、显示接触实体EDPL：绘制时间载荷曲线EDPVEL：在部件或部件集合上施加初始速度EDRC：指定刚体/变形体转换开关控制EDRD：刚体和变形体之间的相互转换EDREAD：把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI：为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST：定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL：定义壳单元的计算控制EDSOLV：把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP：定义接触实体的小穿透检查EDSTART：定义分析状态（新分析或是重启动分析）EDTERM：定义中断标准EDTP：按照时间步长大小绘制单元EDVEL：给节点或节点组元施加初始速度EDWELD：定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE：将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL：选择部件集合RIMPORT：把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT：把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM：相加以前分析得到的位移，更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径)，请参阅《ANSYS Commands Reference》。

LS-DYNA简介

LS-DYNA简介LS-DYNA 简介LS-DYNA 是世界上最著名的通用显式动力分析程序，能够模拟真实世界的各种复杂问题，特别适合求解各种二维、三维非线性结构的高速碰撞、爆炸和金属成型等非线性动力冲击问题，同时可以求解传热、流体及流固耦合问题。

在工程应用领域被广泛认可为最佳的分析软件包。

与实验的无数次对比证实了其计算的可靠性。

由J.O.Hallquist主持开发完成的DYNA程序系列被公认为是显式有限元程序的鼻祖和理论先导，是目前所有显式求解程序（包括显式板成型程序）的基础代码。

1988年J.O.Hallquist创建LSTC公司，推出LS-DYNA程序系列，并于1997年将LS-DYNA2D、LS-DYNA3D、LS-TOPAZ2D、LS-TOPAZ3D等程序合成一个软件包，称为LS-DYNA。

PC版的前后处理采用ETA公司的FEMB，新开发的后处理为LS-POST。

LS-DYNA的最新版本是2001年5月推出的960版。

LS-DYNA功能特点LS-DYNA程序960版是功能齐全的几何非线性（大位移、大转动和大应变）、材料非线性（140多种材料动态模型）和接触非线性（50多种）程序。

它以Lagrange算法为主，兼有ALE和Euler算法；以显式求解为主，兼有隐式求解功能；以结构分析为主，兼有热分析、流体-结构耦合功能；以非线性动力分析为主，兼有静力分析功能（如动力分析前的预应力计算和薄板冲压成型后的回弹计算）；军用和民用相结合的通用结构分析非线性有限元程序。

------------------------------------------------------------------------------LS-DYNA功能特点1.分析能力：¨非线性动力学分析¨多刚体动力学分析¨准静态分析（钣金成型等）¨热分析¨结构-热耦合分析¨流体分析：欧拉方式任意拉格郎日-欧拉（ALE）流体-结构相互作用不可压缩流体CFD分析¨有限元-多刚体动力学耦合分析（MADYMO，CAL3D）¨水下冲击¨失效分析¨裂纹扩展分析¨实时声场分析¨设计优化¨隐式回弹¨多物理场耦合分析¨自适应网格重划¨并行处理（SMP和MPP）2.材料模式库(140多种)¨金属¨塑料¨玻璃¨泡沫¨编制品¨橡胶（人造橡胶）¨蜂窝材料¨复合材料¨混凝土和土壤¨炸药¨推进剂¨粘性流体¨用户自定义材料3.单元库¨体单元¨薄/厚壳单元¨梁单元¨焊接单元¨离散单元¨束和索单元¨安全带单元¨节点质量单元¨ SPH单元4.接触方式(50多种) ¨柔体对柔体接触¨柔体对刚体接触¨刚体对刚体接触¨边-边接触¨侵蚀接触¨充气模型¨约束面¨刚墙面¨拉延筋5.汽车行业的专门功能¨安全带¨滑环¨预紧器¨牵引器¨传感器¨加速计¨气囊¨混合III型假人模型6.初始条件、载荷和约束功能¨初始速度、初应力、初应变、初始动量（模拟脉冲载荷）；¨高能炸药起爆；¨节点载荷、压力载荷、体力载荷、热载荷、重力载荷；¨循环约束、对称约束（带失效）、无反射边界；¨给定节点运动（速度、加速度或位移）、节点约束；¨铆接、焊接（点焊、对焊、角焊）；¨二个刚性体之间的连接－球形连接、旋转连接、柱形连接、平面连接、万向连接、平移连接；¨位移/转动之间的线性约束、壳单元边与固体单元之间的固连；¨带失效的节点固连。

Ls-dyna总结

差别：计算成本
• 隐式分析的计算成本
– 模型大小
– 非线性程度 – 时间步个数
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
•
显式分析的计算成本
– 模型大小
– 临界时间步 • 单元边长 • 声波速度:
– 杨氏模量
– 密度 – 终止时间
001322 10 JAN 2000 13-4
ANSYS/LS-DYNA的计算时间估计
TCPU k N Elem t
TCPU = 总的CPU时间 k = 系统因子 SGI PowerIndigo2 SGI Crimson 100 MHz HP 730 Nelem = 单元数 t = 模拟时间 c = 声速 lmin = 最短的单元长度
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
第 13 章总结
本章目的
1. 描述显式与隐式分析的区别
Training Manual
Explicit Dynamics with ANSYS/LSDYNA
2. 回顾各个部分的注意事项
a. 建模 b. 材料 c. 接触 d. 加载 e. 概要
•
学会怎样使用 LS-TAURUS. 使用 EDOPT 命令来得到 d3plot 和 d3thdt 文件. LS-TAURUS 能较好的支持某些特定类型的后处理。 ( 例如：失效单元).
001322 10 JAN 2000 13-13
协调单位
Mass kg kg kg kg kg gm gm gm gm ton lbf-s2/in slug Length m cm cm cm mm cm cm mm mm mm in ft Time s s ms ms ms s ms s ms s s s Force N 1e-02N 1e+04N 1e+10N kN dyne 1e+07N 1e-06N N N lbf lbf Stress Pa Energy Joule r(steel) 7.83e+03 7.83e-03 7.83e-03 7.83e-03 7.83e-06 7.83e+00 7.83e+00 7.83e-03 7.83e-03 7.83e-09 7.33e-04 1.52e=01

LSDYNA理论及功能简介.pdf

薄壳算法选择
四边形壳元
• Hughes-Liu • Belytschko-Tsay（缺省）
• S/R Hughes-Liu • S/R 旋转 Hughes-Liu
• Belytschko-Leviathan 壳
• Belytschko-Wong-Chiang • S/R 快速（旋转）Hughes-Liu
单元库 (Element Formulation)
LS-DYNA 程序现有 16 种单元类型，有二维、三维单元，薄壳、厚壳、体、梁单元， ALE、Euler、Lagrange 单元等。各类单元又有多种理论算法可供选择，具有大位移、大应变和大转动性能，单元积分采用沙漏粘性阻尼以克服零能模式，单元计算速度快，节省存储量，可以满足各种实体结构、薄壁结构和流体-固体耦合结构的有限元网格剖分的需要。
p=f(v, r,E, T) p：压力 v：相对体积 r：密度
图 12 反挤工艺模拟
2
LS-DYNA 理论及功能
E：内能 T：温度
LS-DYNA 有 14 种状态方程，可以处理各种非常复杂的物理现象和材料特性，常用的状态方程如下：
*eos_linear_polynomial(线性多项式) *eos_jwl（炸药） *eos_gruneisen（结构材料） *eos_ignition_and_growth_of_reaction_in_he（推进剂燃烧） *eos_tabulated（列表方式）
DYNA 程序系列最初是 1976 年在美国 Lawrence Livermore National Lab. 由 J.O.Hallquist 博士主持开发完成的，主要目的是为武器设计提供分析工具，后经 1979、1981、1982、1986、 1987、1988 年版的功能扩充和改进，成为国际著名的非线性动力分析软件，在武器结构设计、内弹道和终点弹道、军用材料研制等方面得到了广泛的应用。

LS-DYNA使用指南第五章

LS-DYNA使用指南第五章2007-11-29 作者：安世亚太点击进入论坛第五章求解特性5.1求解过程当模型建好后（即，单元、实常数、材料性质的定义，建立模型、网格划分、边界/初始条件指定以及加载、结束控制），执行SOLVE命令即可以开始求解过程。

（在GUI中，菜单路径为Main Menu>Solution>Solve）。

此时，ANSYS/LS-DYNA程序将运行以下几步：1.标题记录：包括几何特性（如节点和单元等），都写到相应的两个结果文件Jobname.RST和Jobname.HIS中。

（此时ANSYS/LS-DYNA数据库中包含全部相应的信息。

即在运行SOLVE命令前，必须执行SAVE命令，把所有的模型信息都写入到文件Jobname.DB）。

2.将所有输入的信息写出LS-DYNA程序的输入文件Jobname.K 。

3.控制权由ANSYS程序转移给LS-DYNA程序。

LS-DYNA求解器运行的结果写入到结果文件Jobname.RST和Jobname.HIS中。

如果执行SOLVE命令前给定命令EDOPT，ADD，，BOTH，则也将输出用于LS-POST后处理程序的结果文件（d3plot和d3thdt文件）。

当求解结束后，ANSYS/LS-DYNA GUI将提醒用户求解已完成，控制权重新转回到ANSYS/LS-DYNA程序。

可以通过ANSYS/LS-DYNA程序的POST1和POST26后处理器来查看结果。

如果产生了错误或警告，输出窗口将自动显示弹出信息，表明有几个错误和警告。

可以参考LS-DYNA的信息文件，其中详细记录了错误和警告。

这些信息也同时被写入到LS-DYNA d3hsp文件。

5.2 LS-DYNA终止控制LS-DYNA求解终止点与建模时设定的终止控制有关。

主要有以下几种终止控制类型：·终止时间-用T IME命令定义分析结束时间。

时间步累积达到结束时间时计算就会停止。

LS-DYNA使用指南中文版本

第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。

用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。

使用本程序，可以用ANSYS建立模型，用LS-DYNA做显式求解，然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。

也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式－显式/显式－隐式分析，如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。

1.1显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似，主要由三个步骤组成：1：建立模型（用PREP7前处理器）2：加载并求解（用SOLUTION处理器）3：查看结果（用POST1和POST26后处理器）本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。

没有详细论述上面的三个步骤。

如果熟悉ANSYS程序，已经知道怎样执行这些步骤，那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。

如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程：·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时，我们建议用户使用程序提供的缺省设置。

多数情况下，这些设置适合于所要求解的问题。

1.2显式动态分析采用的命令在显式动态分析中，可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。

同样，也可以采用ANSYS图形用户界面（GUI）中类似的选项来建模和求解。

然而，在显式动态分析中有一些独特的命令，如下：EDADAPT：激活自适应网格EDASMP：创建部件集合EDBOUND：定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS：指定体积粘性系数EDBX：创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT：指定自适应网格控制EDCGEN：指定接触参数EDCLIST：列出接触实体定义EDCMORE：为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR：定义各种约束EDCONTACT：指定接触面控制EDCPU：指定CPU时间限制EDCRB：合并两个刚体EDCSC：定义是否使用子循环EDCTS：定义质量缩放因子EDCURVE：定义数据曲线EDDAMP：定义系统阻尼EDDC：删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX：进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP：指定重启动文件的输出频率（d3dump）EDENERGY：定义能耗控制EDFPLOT：指定载荷标记绘图EDHGLS：定义沙漏系数EDHIST：定义时间历程输出EDHTIME：定义时间历程输出间隔EDINT：定义输出积分点的数目EDIS：定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART：定义刚体惯性EDLCS：定义局部坐标系EDLOAD：定义载荷EDMP：定义材料特性EDNB：定义无反射边界EDNDTSD：清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT：应用旋转坐标节点约束EDOPT：定义输出类型，ANSYS或LS-DYNAEDOUT：定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART：创建，更新，列出部件EDPC：选择、显示接触实体EDPL：绘制时间载荷曲线EDPVEL：在部件或部件集合上施加初始速度EDRC：指定刚体/变形体转换开关控制EDRD：刚体和变形体之间的相互转换EDREAD：把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI：为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST：定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL：定义壳单元的计算控制EDSOLV：把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP：定义接触实体的小穿透检查EDSTART：定义分析状态（新分析或是重启动分析）EDTERM：定义中断标准EDTP：按照时间步长大小绘制单元EDVEL：给节点或节点组元施加初始速度EDWELD：定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE：将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL：选择部件集合RIMPORT：把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT：把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM：相加以前分析得到的位移，更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径)，请参阅《ANSYS Commands Reference》。

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第一章引言ANSYS/LS-DYNA将显式有限元程序LS-DYNA和ANSYS程序强大的前后处理结合起来。

用LS-DYNA的显式算法能快速求解瞬时大变形动力学、大变形和多重非线性准静态问题以及复杂的接触碰撞问题。

使用本程序，可以用ANSYS建立模型，用LS-DYNA做显式求解，然后用标准的ANSYS后处理来观看结果。

也可以在ANSYS和ANSYS-LS-DYNA之间传递几何信息和结果信息以执行连续的隐式－显式/显式－隐式分析，如坠落实验、回弹、及其它需要此类分析的应用。

显式动态分析求解步骤概述显式动态分析求解过程与ANSYS程序中其他分析过程类似，主要由三个步骤组成：1：建立模型（用PREP7前处理器）2：加载并求解（用SOLUTION处理器）3：查看结果（用POST1和POST26后处理器）本手册主要讲述了ANSYS/LS-DYNA显式动态分析过程的独特过程和概念。

没有详细论述上面的三个步骤。

如果熟悉ANSYS程序，已经知道怎样执行这些步骤，那么本手册将提供执行显式动态分析所需的其他信息。

如果从未用过ANSYS,就需通过以下两本手册了解基本的分析求解过程：·ANSYS Basic Analysis Guide·ANSYS Modeling and Meshing Guide使用ANSYS/LS-DYNA时，我们建议用户使用程序提供的缺省设置。

多数情况下，这些设置适合于所要求解的问题。

显式动态分析采用的命令在显式动态分析中，可以使用与其它ANSYS分析相同的命令来建立模型、执行求解。

同样，也可以采用ANSYS图形用户界面（GUI）中类似的选项来建模和求解。

然而，在显式动态分析中有一些独特的命令，如下：EDADAPT：激活自适应网格EDASMP：创建部件集合EDBOUND：定义一个滑移或循环对称界面EDBVIS：指定体积粘性系数EDBX：创建接触定义中使用的箱形体EDCADAPT：指定自适应网格控制EDCGEN：指定接触参数EDCLIST：列出接触实体定义EDCMORE：为给定的接触指定附加接触参数EDCNSTR：定义各种约束EDCONTACT：指定接触面控制EDCPU：指定CPU时间限制EDCRB：合并两个刚体EDCSC：定义是否使用子循环EDCTS：定义质量缩放因子EDCURVE：定义数据曲线EDDAMP：定义系统阻尼EDDC：删除或杀死/重激活接触实体定义EDDRELAX：进行有预载荷几何模型的初始化或显式分析的动力松弛EDDUMP：指定重启动文件的输出频率（d3dump）EDENERGY：定义能耗控制EDFPLOT：指定载荷标记绘图EDHGLS：定义沙漏系数EDHIST：定义时间历程输出EDHTIME：定义时间历程输出间隔EDINT：定义输出积分点的数目EDIS：定义完全重启动分析的应力初始化EDIPART：定义刚体惯性EDLCS：定义局部坐标系EDLOAD：定义载荷EDMP：定义材料特性EDNB：定义无反射边界EDNDTSD：清除噪声数据提供数据的图形化表示EDNROT：应用旋转坐标节点约束EDOPT：定义输出类型，ANSYS或LS-DYNAEDOUT：定义LS-DYNA ASCII输出文件EDPART：创建，更新，列出部件EDPC：选择、显示接触实体EDPL：绘制时间载荷曲线EDPVEL：在部件或部件集合上施加初始速度EDRC：指定刚体/变形体转换开关控制EDRD：刚体和变形体之间的相互转换EDREAD：把LS-DYNA的ASCII输出文件读入到POST26的变量中EDRI：为变形体转换成刚体时产生的刚体定义惯性特性EDRST：定义输出RST文件的时间间隔EDSHELL：定义壳单元的计算控制EDSOLV：把“显式动态分析”作为下一个状态主题EDSP：定义接触实体的小穿透检查EDSTART：定义分析状态（新分析或是重启动分析）EDTERM：定义中断标准EDTP：按照时间步长大小绘制单元EDVEL：给节点或节点组元施加初始速度EDWELD：定义无质量焊点或一般焊点EDWRITE：将显式动态输入写成LS-DYNA输入文件PARTSEL：选择部件集合RIMPORT：把一个显式分析得到的初始应力输入到ANSYSREXPORT：把一个隐式分析得到的位移输出到ANSYS/LS-DYNAUPGEOM：相加以前分析得到的位移，更新几何模型为变形构型关于ANSYS命令按字母顺序排列的详细资料(包括每条命令的特定路径)，请参阅《ANSYS Commands Reference》。