清华曾攀ansys二次开发资料
基于ANSYS的二次开发技术的实现方法
第24卷第5期辽宁工学院学报V o l.24 N o.5 2004年10月JOU RNAL O F L I AON I N G I N ST ITU T E O F T ECHNOLO GY O ct.2004①基于AN SYS的二次开发技术的实现方法吴 鹏1,曾 红1,韩 迈2(1.辽宁工学院,辽宁锦州 121001;2.鞍山广播电视大学,辽宁鞍山 114000)摘 要:基于大型通用有限元分析软件AN SYS8.0环境,对AN SYS二次开发技术进行了探讨,并对AN SYS 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AN SYS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。
关键词:AN SYS;二次开发;A PDL;U I DL;U PF s中图分类号:T P391.72 文献标识码:B 文章编号:100521090(2004)0520025205Realization of Secondary D evelop m en t of TechnologyBased on ANS Y SW U Peng1,ZEN G Hong1,HAN M ai2(1.L iaoning Institute of T echno logy,J inzhou121001,Ch ina;2.A nshan R adi o&TV U niversity,A nshan114000,Ch ina)Key words:AN SYS;Secondary developm en t;A PDL;U I DL;U PF sAbstract:T he m ethod of secondary developm en t of techno logy on the basis of large-scale fin ite elem en t analysis softw are—AN SYS is described and app roached,w h ich details th ree k inds of de2 velop ing too ls of AN SYS.It dem on strates the necessity and i m po rtance of the m ethod of sec2 ondary developm en t of techno logy.T he feasib ility of develop ing p rofessi onal m odu le on the AN2 SYS p latfo r m is verified,w o rk ing efficiency i m p roved,and the developm en t cycle of the p roducts sho rtened. 从20世纪70年代以来,随着计算技术的飞速发展,结构分析有了很大的突破,国外相继出现了许多大型通用有限元分析程序,如AN SYS, ABAQU S,M A RC和M SC NA STRAN等,这些程序具有良好的界面、方便的前后处理和强大的计算分析功能以及开放的二次开发系统。
[2]ansys的upfs二次开发概述与算例
![[2]ansys的upfs二次开发概述与算例](https://img.taocdn.com/s3/m/33e38382dc88d0d233d4b14e852458fb770b384e.png)
*** 用户可编程特性 (UPFs) ***ANSYS程序的开放结构允许用户连接自己的FORTRAN程序和子过程。
实际上，现在用户看到的许多ANSYS“标准”用法都是由以前用户过程引进的。
1.1 什么是UPFs？用户可编程特性是ANSYS的功能允许用户使用自己的FORTRAN程序。
UPFs适用于ANSYS/Multiphysics, ANSYS/Mechanical, ANSYS/Structural, ANSYS/PrepPost和ANSYS/University(研究版和大学版)产品系列。
UPFs允许用户根据需要定制ANSYS程序，如用户定义的材料性质，用户单元类型，用户定义的失效准则等。
用户还可以编写自己的优化设计算法将整个ANSYS程序作为子过程来调用。
注意：用户使用UPFs必须十分小心仔细。
通过连接自己的FORTRAN程序，用户生成了一个针对用户特定计算机的ANSYS程序版本。
在并行系统中使用ANSYS时不允许使用用户可编程特性。
另外，UPFs是一种非标准的使用方法，ANSYS公司质量保证的测试程序没有包括这部分内容。
用户必须负责保证用户子程序结果正确并不影响别的标准功能的运行。
1.2 如何使用UPFs？UPFs可以从简单的单元输出功能到很复杂的用户单元或用户优化算法。
因此，不进行特定的程序细节描述是很难完成这些子程序功能的。
在Programmer's Manual for ANSYS中有详细的解释。
一个典型的UPF包括下列步骤：1). 在FORTRAN77中编制用户程序。
在ANSYS中所有的用户程序源代码都是公开的。
大部分完成至少一个简单的功能，因此在编制程序前应列出一份完整的可用程序表。
2). 编译并将用户程序连接到ANSYS程序中，生成新版本的ANSYS。
3). 用户可能要验证自己做的改动是否影响其他ANSYS标准功能的使用。
可以通过做几个ANSYS Verification Manual中的例题来验证。
ANSYSLS-DYNA二次开发及其在侵彻模拟中的应用
ANSYS/LS-DYNA二次开发及其在侵彻模拟中的应用[范斌1,2马壮1,2范群波1,2,*金福生1祝威1][1.北京理工大学，100081 2.冲击环境材料技术国家级重点实验室，100081]*通讯作者Email：fanqunbo@[ 摘要] 针对利用商用软件ANSYS/LS-DYNA建立弹靶有限元模型及K文件修改的复杂性，运用编程语言C#进行了ANSYS/LS-DYNA的二次开发，建立了装甲防护领域的专业软件——装甲防护效能仿真评估平台。
该软件通过定制专用前后处理界面，实现了参数化的前处理过程，K文件自动提交计算过程，以及高效的后处理过程。
该软件针对无较多有限元分析经验的普通研究人员使用，可高效完成弹靶侵彻过程的模拟及装甲的抗弹性能的定量评估，避免了大量的重复性工作，提高了分析效率。
[ 关键词]二次开发；数值模拟；抗弹性能；侵彻Secondary Development of ANSYS/LS-DYNAand Application in Numerical Simulation of Penetration [FAN Bin1,2, MA Zhuang1,2, FAN Qun-bo1,2,*, JIN Fu-sheng1, ZHU Wei1 ][1.Beijing Institute of Technology, 100081 2.National Key Laboratory of Science andTechnology on Materials under Shock and Impact,100081][ Abstract ] Armor ballistic performance simulation evaluating platform, a professional software in armor ballistic performancing area, has been developed to deal with the complexity in building the finite element model and modifying the keyword file when using the commercial software ANSYS/LS-DYNA. Parametric pre-processing, keyword file automatically submitting, as well as efficient post-processing are achieved by designing special pre-processing and post-processing user interface. To those ordinary researchers lacking FE analysis experience, this software can efficiently simulate the penetrating process and quantificationally evaluate the ballistic performance，thus avoiding the vast repeatability and improving the analyzing efficiency.[ Keyword ] secondary development; numerical simulation; ballistic performance; penetration1 前言侵彻是指高速运动的弹体侵入甚至穿透目标靶板的过程，它是一种普遍存在的物理力学现象，研究弹体与靶板的相互作用过程，具有重要的民用价值和军事应用背景。
ANSYS参数化编程语言的二次开发及应用
Ａ Ｓ Ｓ参数化编程语言的二次开发及应用 ★ ＮＹ
口 何芝仙 口 曹 菁。
芜湖 ２ １０ ４ ００
上海 ２０３ ０００
１安徽工程科技学院机械系 ．
２上海交通大学动力与机械学院 ． 摘
要 ： 用 Ａ Ｓ Ｓ中 的 Ａ Ｄ 利 ＮＹ Ｐ Ｌ语 言 进 行 二 次 开 发 ， 写 专 门程 序 ， 编 实现 了 自动 多次 改 变 边界 条件 ， 解 并记 录指 定 求
ｏ ｈ ｅ ｉ ｎ ｔｄ ｎ ｄ ｓ Ａｓａ ｒ ｓ ｌ，ｔ ｏ ｔ ｐ ｃ ｒ ｂｅ ｒ ｏｖ ｄ ｉｅ ｅ ｔ ｇ ｕ ｆ ｅ ｆ ｘｂ ｅ ｍａ ｒ ｎ ａ ｃ ｌｔ ｎ ｏ ｅ ｎ ｔｅ ｄ ｓｇ ａｅ ｏ ｅ ． ｅ ｕ ｔ ｗ ｙ ｉａ ｐ ｌｍｓ ａｅ ｓ ｌ ｅ ， 、 、ｓ ｔ ｎ ｐ ｏ ｅ ｉ ｌ ｌ ｏ ｉ ｈ ｔ ｌ ｔｉ ａ ｄ ｃ ｌ ｕａ ｉ ｆｔ ｘ ｏ ｈ
ｉ ｏｖｄｅ ． Ｔｈｓｐ ｏ ｒ ｍ ｓａ ｅ ｔ ｈ ｎ ｅ ｔｅ ｂ ｕｎ ａ ｙ ｃ ｎｄ ｔ ｎｓａ ｔｍａ ｉａｌ ｎ ｅ ｍ ｐ ｔ ｎ ｒ ｃ ｄ ｔｅ ｓｒ ｓ ｒｄ ｆｒ ａｉｎ ｓｐｒ ｉ ｄ ｉ ｒ ｇ ａ ｉ ｂｌ ｏ ｅ ａ ｇ ｈ ｏ ｄ ｒ ｏ ｉｉ ｕｏ ｔｃ ｌｙａ ｄ ｏ ｕ ｅａ ｄ ｅ ｏｒ ｈ ｔｅ ｓｏ ｅ ｏｍ ｔｏ ｏ
ｇ ａ ｅ） 于 二 次 开 发 ， 以 自动 完 成 某 些 功 能 或 建 模 ， ｕｇ 用 可
大 大 扩 展 了 软 件 的 功 能 【１本 文 针 对 结 构 分 析 的 某 些 Ｊ。
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如下 ：
法 一 。 采 用 常 规 的 人 工 方 法 建 立 柔 度 矩 阵 需 反 复 多 １但
ansys二次开发的一些知识介绍
ansys二次开发的一些知识介绍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。
ANSYS二次开发概述
ANSYS二次开发概述标准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：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所能实现的功能通俗的说来应该是次于UPF而强与UIDL，但实际上是由于三者具体侧重点不同造成的：UIDL主要控制GUI界面的各类二次开发方法，涉及的分析部分就要少一些，APDL可以称其为和分析部分频繁打交道的一组小型工具，功能强大，但不和UIDL一样能够非常具体的针对某一两方面的二次开发处理，通常情况下融合在分析的角角落落中。
UPF是三者之间的最强者，能完成最复杂的二次开发工作，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，来构建比较复杂的GUI二次开发工作。
UIDL、APDL和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的分析功能。
5.2 Ansys的开发功能组成部分Ansys的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。
ANSYS命令流、二次开发与HELP文档
ANSYS命令流、二次开发与HELP文档（一）简介ANSYS在操作时有两种途径,一种是GUI途径，即通过ANSYS可视化的操作菜单来实现对分析过程的操作，而另外一种就是所谓的命令流，这更像是一种后台操作，操作者分析的过程即是将一条条ANSYS命令按照自己的分析思路组织起来，而ANSYS通过调用这些命令完成分析。
初学ANSYS的人，对命令流充满了迷惑，因为当拿出一个分析过程自动形成的.log文件之后发现一行一行犹如天书，但这些正是ANSYS命令的真实面目，而我们常使用的菜单操作只不过是把这些命令的本来面目给遮盖起来了，在学习ANSYS的过程中，随着学习过程的深入，加之以对命令流本身有个追本溯源的原动力驱使，命令流本身也不是很难。
命令流与菜单操作相比各有其优缺点，学习ANSYS一般从菜单操作开始，因为菜单操作能够做到于使用者直接对话，简洁和可视化，但其缺点是如果一直按照菜单操作的方式进行便不能窥视到ANSYS的工作过程，尤其是在进行同个问题变换其中一个或几个参数进行分析时，其重复操作的工作太多，大大减小了分析的趣味性，把精力放在了没有技术含量的操作上。
ANSYS命令流则弥补了这一缺陷，虽然难以理解，但当使用命令流进行分析时，能够大大的缩短分析的手工工作量，尤其是配合一定APDL语句，能够使分析过程自动进行，而操作者要做的仅仅是调用已经编制好的命令流文件而已，这时操作者的精力将会是放在对整个分析过程的分析和研究上，因为一旦分析过程研究及其实现机理研究透彻，那随之而来的所谓分析只是计算机自己的问题，操作者可以调用完命令之后随心所欲的做其他事情，而且学习命令流可以更好的理解ANSYS的工作过程和分析机理，这是菜单操作方式所没有的，我们在学习ANSYS过程中，菜单操作仅仅是对ANSYS使用环境熟悉的一个过程。
谈到命令流的种种优点，便引起这样一个问题，如何学习ANSYS命令流？更确切的说如何入门命令流？学习ANSYS的人会发现，初学ANSYS命令流会感到无从下手，不知道该如何去进入这个世界，好像是ANSYS命令流的世界只有一个很小的门，大多数人都钻不过去，只有少数人钻了过去看到了里面的美妙景象，其实来说命令流的世界没有想象的这么难以进入。
ANSYS软件中修正剑桥模型的二次开发
万方数据 万方数据 万方数据第３期关云飞等：ＡＮＳＹＳ软件中修正剑桥模型的二次开发（１２）更新塑性应变增量｛ｄ￡），判别本增量步是否收敛，若不收敛，将时间二分，重新在该高斯点求解。
（１３）程序结束。
３．３利用ＵＰＦｓ对修正剑桥模型进行二次开发本文利用二次开发工具ＵＰＦｓ将修正剑桥模型添加到标准ＡＮＳＹＳ程序中，具体做法如下：（１）安装ＡＮＳＹＳ—ＵＰＦｓ二次开发工具以及Ｆｏｒｔｒａｎ编译器，不同ＡＮＳＹＳ版本对于编译器的版本有相应的要求。
本文基于ＡＮｓＹＳ７．０，在ＷｉｎｄｏｗＸＰ下，使用ＣｏｍｐａｑＶｉｓｕａｌＦｏｒｔｒａｎ６．６Ｂ编译器。
（２）根据前述的方法编写修正剑桥模型弹塑性本构关系的用户子程序ＵＳＥＲＭＡＴ．Ｆ。
（３）将本构模型用户子程序ＵＳＥＲＭＡＴ．Ｆ连接到ＡＮＳＹＳ中。
利用ＵＰＦｓ和数据接口生成含修正剑桥模型的ＡＮＳＹＳ程序。
（４）运行自定义版本的ＡＮＳＹＳ程序。
有两种方式运行二次开发后的ＡＮＳＹＳ程序。
一是用第（３）步生成的可执行文件覆盖安装目录下的ＡＮＳＹＳ．ｅｘｅ，然后按正常方式启动；二是利用ａｎｓｙｓ７０ｃｕｓｔ命令调用，运行”ａｎｓｙｓ７０ｃｕｓｔ．ｃｕｓｔｏｍ／ｐａｔｈｎａｍｅ／ａｎｓｙｓ．ｅｘｅ”，进入ＡＮＳＹＳ界面。
在激活ＵＰＦｓ运行自定义版本的ＡＮＳＹＳ程序后，使用ＴＢ，ＵＳＥＲ命令通知程序将使用自定义本构关系，并通过命令ＴＢＤＡＴＡ将本构模型的相应参数输入。
由于本文在修正剑桥模型的子程序中使用了状态变量，包括各方向的塑性应变，总的等效塑性应变及等效应力，因此，在定义材料属性时必须使用ＴＢ，ＳＴＡＴＥ命令定义状态变量的个数和大小，这里设置状态变量个数为６，状态变量的初始值为０。
进行有限元计算时，在每次Ｎｅｗｔｏｎ．Ｐａｐｈｓｏｎ迭代过程中，修正剑桥模型的子程序在每个单元积分点被调用。
子程序通过在每次时间增量开始时该积分点的应力、应变、状态变量及当前的应变增量进行计算，得出本次时间增量结束时的应力、应变和各状态变量的值，并输出相应的弹塑性刚度矩阵。
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IJK_U(N_BC,3)：节点约束数组，IJK_U(I,1)表示第 I 个约束的节点编号，IJK_U(I,2)、IJK_U(I,3)分别
y 方向的支承情况，为 1 时表示有约束，为零时无约束 y 方向的节点载荷数值
P_IJK(N_LOAD,3)：节点载荷数组，P_IJK (I,1)表示第 I 个作用有节点载荷的节点的编号，P_IJK (I,2)、 P_IJK (I,3)分别为该节点沿 x 、 AK(N_DOF,N_BAND)：整体刚度矩阵 AKE(6,6)： BB(3,6)： DD(3,3)： SS(3,6)： DISP_E(6)： STS_ELE(N_ELE,3): STS_ND(N_NODE,3): 单元刚度矩阵 位移－应变转换矩阵(三节点单元的几何矩阵) 弹性矩阵 应力矩阵 单元的节点位移向量 单元的应力分量 节点的应力分量
弹性模量(PE)，泊松比(PR)，单元厚度(PT) (例如：1.,0.,1.)
节点约束信息
IJK_U(N_BC,3) 位移约束的节点编号， 该节点 x 方向约束代码， 该节点 y 方向约束代码， ….. (例如：1,1,0,2,1,0,4,1,1,5,0,1,6,0,1)
个数之间用“， ”号 隔开。 (约束代码：1 表示 有约束，0 无约束) 在节点约束信息输
清华大学机械工程系 曾攀
IJK_ELE(I,3)：单元节点编号数组，IJK_ELE(I,1)、IJK_ELE(I,2)、IJK_ELE(I,3)分别存放单元 I 的三个 X(N_NODE)、Y(N_NODE)：节点坐标数组，X(I)、Y(I)分别存放节点 I 的 x 、 表示该节点沿 x 、
y 坐标值
1.1 程序原理及实现
该程序的特点如下： 问题类型：可用于计算弹性力学平面应力问题和平面应变问题 单元类型：采用常应变(CST)三角形单元 位移模式：采用线性位移模式 载荷类型：节点载荷，非节点载荷应先换算为等效节点载荷 材料性质：弹性体由单一的均匀材料组成 约束方式：为“0”位移固定约束，为保证无刚体位移，弹性体至少应有对三个自由度的独 立约束 方程求解：针对半带宽刚度方程的 Gauss 消元法 节点信息：可以读入由 ANSYS 前处理导出的节点信息文件 NODE_ANSYS.IN，或手工生 成 单元信息：可以读入由 ANSYS 前处理导出的单元信息文件 ELEMENT_ANSYS.IN，或手 工生成 结果文件：输出一般的结果文件 DATA.OUT ，还输出供 ANSYS 进行后处理的文件 FOR_POST.DAT 该程序的原理如框图 1 所示。
表 2 节点信息文件 NODE_ANSYS.IN 的格式 栏目 格式说明
每行为一个节点的信息
实际需输入的数据
ND_ANSYS(N_NODE,3)
节点信息
节点号，该节点的 x 坐标，该节点 y 方向坐标 ( 每行三个数，每两个数之 (例如：3 0.5 1.2) 间用空格或“， ”分开) ………
需读入的单元信息文件 ELEMENT_ANSYS.IN 的格式如表 3 所示。该格式按 4 节点单
IJK_ELE(I,1) STS_ELE(I,1) 单元的节点号 1 IJK_ELE(I,2) STS_ELE(I,2)
清华大学机械工程系 曾攀
IJK_ELE(I,3)
IJK_ELE(I,3) STS_ELE(I,3)
若需从 ANSYS 前处理中导出 NODE_ANSYS.IN 和 ELEMENT_ANSYS.IN 这两个文件，其方 法见后面的第 3 节。 程序输出的数据文件：
DATA.OUT (一般的结果文件) FOR_POST.DAT(专供 ANSYS 进行后处理的结果数据文件)
与 ANSYS 后处理衔接的接口程序：
自主程序开发使用说明(fortran,C,ANSYS 平台衔接)
清华大学机械工程系 曾攀
《有限元分析及应用》
自主程序开发使用说明
(fortran, C, 与 ANSYS 平台衔接)
曾
攀
(清华大学机械工程系)
1 连续体平面问题的有限元分析程序(Fortran)
源程序名称：FEM2D.FOR Fortran 源程序、相关接口程序和数据文件见本配书盘中目录 /有限元分析源程序(f,c,ANSYS 衔接)/fortran 源程序及与 ANSYS 衔接(FEM2D)/ 下面将介绍 FEM2D.FOR 程序的实现原理。该程序可以接受由 ANSYS 前处理所输出 的节点信息文件 NODE_ANSYS.IN 和单元信息文件 ELEMENT_ANSYS.IN，经过计算分析 后，输出一个一般性的结果文件 DATA.OUT 和一个专供 ANSYS 进行后处理的结果数据文 件 FOR_POST.DAT 。该程序所使用的需手工生成的模型基本信息文件为 BASIC.IN ，与 ANSYS 后处理衔接的接口程序程序为 USER_POST.LOG。
USER_POST.LOG(接口文件，供 ANSYS 调用实现结果的可视化)
3
自主程序开发使用说明(fortran,C,ANSYS 平台衔接)
清华大学机械工程系 曾攀
FEM2D.FOR 程序中的文件管理如图 2 所示。
基本信息数据文件 BASIC.IN 一般结果输出文件 DATA.OUT
节点信息数据文件 NODE_ANSYS.IN ANSYS平台前处理 NWRITE命令 EWRITE命令 单元信息数据文件 ELEMENT_ANSYS.IN
节点数(N_NODE) 单元数(N_ELE) (例如：6 4)
实 际 输 出 的 数 据
X(I)
Y(I)
RESULT_N(2*I-1)
RESULT_N(2*I)
STS_ND(I,1) STS_ND(I,2) STS_ND(I,3) 节点的 x 坐标 节点的 y 坐标 节点 x 方向位移 节点 y 方向位移
形成单元刚度矩阵(子程序FORM_KE)
以半带存储方式形成整体刚度矩阵(BAND_K)
形成节点载荷向量(子程序FORM_P)
处理边界条件(子程序DO_BC)
求解方程获得节点位移(子程序SOLVE)
计算单元及节点应力(子程序CAL_STS)
输出文件
（FOR_POST.DAT,供ANSYS后处理用） （DATA.OUT，一般的结果文件）
节点 x 方向应力 节点 y 方向应力 节点剪切应力 ( 例 如 ： 0.0000 0.4396) 2.0000 0.0000 -5.2527 -1.0879 -3.0000
5
自主程序开发使用说明(fortran,C,ANSYS 平台衔接) PARTIII ： 单 元 节 点 编 号、单元应力的三个分 量，在节点输出结果后 的第 1 行代表第 1 号单 元的结果，往后依此类 推。 (共有总单 元 数 的 行 数，每行 7 个数，格式 7f9.4)
(3) 文件管理 源程序文件：
FEM2D.FOR
程序需读入的数据文件：
BASIC.IN(模型的基本信息文件，需手工生成) NODE_ANSYS.IN (节点信息文件，可由 ANSYS 前处理导出，或手工生成) ELEMENT_ANSYS.IN(单元信息文件，可由 ANSYS 前处理导出，或手工生成)
I
实 际 输 出 的 数 据
RESULT_N(2*I-1) RESULT_N(2*I) x 方向位移 y 方向位移
节点位移
节点号
IE
STS_ELE(IE,1) STS_ELE(IE,2) STS_ELE(IE,3) y 方向应力 剪切应力
单元应力的三个分量
单元号 x 方向应力
节点应力的三个分量 (经平均处理后)
I
STS_ND(I,1)
STS_ND(I,2) STS_ND(I,3) y 方向应力 剪切应力
节点号 x 方向应力
专供 ANSYS 进行后处理的结果数据文件 FOR_POST.DAT 的格式如表 5 所示。
表 5 输出结果文件 FOR_POST.DAT 的格式 栏 目 格式说明 (共 1 行，两 PARTI：模型信息 个数，格式 2f9.4) PARTII ：节点坐标、节 点位移、节点应力的三 个分量(经平均处理后)， 在模型信息输出行后的 第 1 行代表第 1 号节点 的结果，往后依此类推。 (共有总节点 数的行数， 每行 7 个数， 格式 7f9.4)
第 1 行，每两个数 (N_BC)，有载荷的节点数(N_LOAD) 之间用“， ”号隔开 (例如：1,4,6,5,3)
实际需输入的数据
问题类型(ID)，单元个数(N_ELE)，节点个数(N_NODE)，有约束的节点数
基本模型数据
材料性质
第 2 行，每两个数 之间用“， ”号隔开 在材料性质输入行 之后另起行，每两
结 束
图 1 FEM2D.FOR 程序的原理框图
程序中主要变量、子程序、求解的说明如下。 (1) 主要变量
ID： N_NODE： N_LOAD： 问题类型码，ID=1 时为平面应力问题，ID=2 时为平面应变问题 节点个数 节点载荷个数 2
自主程序开发使用说明(fortran,C,ANSYS 平台衔接) N_DOF： N_ELE： N_BAND： N_BC： PE： PR： PT： 自由度，N_DOF=N_NODE*2(平面问题) 单元个数 矩阵半带宽 有约束的节点个数 弹性模量 泊松比 厚度 节点的整体编号
实 际 需 输 入 的 数 据
单元信息
节点单元，第 4 个节点编号 与第 3 个节点编号相同，后 10 个数暂时无用，可输入 “0 ” ，每两个整型数之间用 至少一个空格分开。)
输出结果文件 DATA.OUT (一般的结果文件) 格式如表 4 所示。
表 4 输出结果文件 DATA.OUT 的格式 栏 目
P_IJK(N_LOAD,3) 入行之后另起行，
节点荷载信息
每两个数之间用 “， ”号隔开。