ANSYS二次开发技术在斜拉桥参数化建模中的应用

收稿日期:2004-11-25.作者简介:江

(1981-),男,硕士研究生;武汉,华中科技大学土木工程与力学学院(430074).

AN SYS 二次开发技术在斜拉桥参数化建模中的应用

江

1

　杨文兵1　李振环

1

(1.华中科技大学　土木工程与力学学院,湖北　武汉　430074)

摘　要:鉴于AN SY S 已有功能和桥梁结构设计特点,通过AN SY S 平台自带的开发环境以及其余外部件的开发接口,运用大跨度斜拉桥结构分析的理论,结合实际计算过程中对模型的处理方法,对基于AN SYS 的斜拉桥分析建模中若干问题进行了二次开发,实现了在AN SY S 中通过图形界面输入参数建立相应模型的过程.关键词:AN SYS;　二次开发;　斜拉桥;　参数化建模

中图分类号:T U311.4:U448.27 文献标识码:A 文章编号:1672-7037(2005)增-0077-04

常见桥型结构计算,采用由图形建立其结构分析时的有限元模型.AN SYS 本身的图形功能十分丰富,但其使用过程复杂,建立三维结构模型时需要一定的有限元知识.利用ANSYS 二次开发,拟开发这一相关功能,即针对桥梁结构纵向计算模型在常见桥型结构计算中,实现参数化建立结构分析的有限元模型.为达到此目标,需建立常用结构模型库.

1　AN SYS 二次开发技术

AN YSYS 不仅提供标准的有限元分析程序,而且具有良好的开放性,可利用它的二次开发工具生成有限元分析程序来满足用户需要.如APDL 参数化设计语言(ANSYS Pa ram etric Design Lang uag e ),U PFs 用户编程特性(User Prog rammable Fea tures)及UIDL 用户界面设计语言(User Interface Desig n La ng uage )[3].参数化程序设计语言APDL 实质上由类似于FO RT RAN 77的程序设计语言部分和1000多条AN SYS 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AN SYS 命令的功能上讲,它们分别对应AN SYS 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AN SYS 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.

2　大跨度斜拉桥建模的原理

计算方法的不断发展和计算机运行速度的大

幅度提高,导致了目前较为通用的大型有限元方法的问世.由于此次二次开发前处理部分必须考虑通用性,以及方便以参数输入方式建立模型等因素,因此选择如下模型作为开发对象[1,2].a .主梁采用带刚性短悬臂的鱼骨式模型.这种模型的精度主要取决于鱼骨纵、横梁的刚度,一般用于扭转刚度较大的全封闭箱梁结构.主梁采用beam 188单元赋以相应的截面模拟,刚性短悬臂采用刚性约束实现.

b .桥塔用梁单元来模拟.采用beam 188单元赋以相应的截面模拟,计算动力特性时足以达到很好的精度.也有用块体单元来模拟的,但是使用块体单元存在建模困难及结点众多的缺点.

c .斜拉索采用多段直杆法.它包括一系列铰接的直线连杆,并且轴向刚度采用重力刚度,主缆自重和其它任意荷载集中作用于连杆的节点上.无限数量的连杆能够有效的模拟主缆的自然状

第22卷增刊2005年5月

华　中　科　技　大　学　学　报(城市科学版)

J .of HU ST.(U rban Science Edition)V ol.22Sup.M ay.2005

态,而通常有限小数量的连杆就能给出满意的结果.由于要考虑斜拉索的垂度效应以及方便索力调整,该方法是非常合适的.斜拉索采用link10单元,通过实常数定义斜拉索的面积和初始应力,并在材料属性中定义热膨胀系数.

d.主梁和桥塔采用约束方程连接在一起.在主梁模型以及桥塔模型上,设定相应节点并用约束方程将它们联系在一起.

3　参数化建立斜拉桥模型的过程

利用VisualC++(简称V C)开发程序的用户界面,用户界面程序通过ANSYS中的用户程序特性(UPFs)与AN SYS进行数据和信息交互.所需信息参数输入并确认无误后同过调用参数化程序设计语言(APDL)编写的宏文件建立斜拉桥各部分模型.

a.参数初始化.参数初始化是在AN SYS中预先定义需要用到的参数以及数据库.由于通用性的要求,不同的桥在建模过程中的参数必须有一定的规律,这就要求程序将相同性质的参数统一存放.这些参数包括主梁的决定参数(结构跨数、每跨长度、主梁截面类型及结构主塔数等)、桥塔的决定参数(主塔类形、主塔高度及截面类型等)、拉索的决定参数(每塔斜拉索数、拉索材料号等)以及各部分材料参数.具体实现方法是通过调用APDL编写的宏文件在AN SYS中建立相应的数据库,程序实例如下,即

*dim,tow d,,1000,15　!定义一个数组

et,1,bea m188!定义一种单元

mp,ex,11,3.5e10

mp,prx y,11,0.3!定义一种材料

R,1,0,1e-3,!定义一个实常数

b.建立主梁模型.参数初始化完毕后,程序自动跳转到主梁建模模块.由于带刚性短悬臂的鱼骨式模型主梁被刚性短悬臂隔断为一定数量的小段,主梁自身的材料和截面变化也会在模型上表现为不同的梁段,因此将主梁的所有数据输入后再进行处理更为合适.通过对存入数组中各节点的横向座标进行排序即可得到最终主梁上各隔断点的顺序,用直线或曲线段连接相邻各点;在刚性短悬臂处建立节点,刚性短悬臂末端处(刚性短悬臂末端坐标可通过输入信息算出)建立节点和关键点(即拉索关键点),在所建节点之间建立建立刚性区域,即可得到带刚性短悬臂的鱼骨式主梁模型(图1,2).

k,a nu(1)+2*(i-1)+1,a ny(i,1),a ny(i,5),0!建立一个关键点

n,anu(10),any(i,1),0,0!建立一个节点

l,anu(1)+2*(i-1)+1,anu(1)+2*(i-1)+3!用直线连接两个关键点L ARC,anu(1)+2*(i-1)+1,a nu(1)+2*(i-1)+3,a nu(1),ar ci(1),!用圆曲线连接两个关键点

CER IG,anu(10)-2,a nu(10)-1,UX Y Z,,,,!在两个节点

之间建立刚性区域

图1　主梁结构模型

图2　划分网格后的主梁模型

c.建立塔模型.主梁模型建好后就可以开始建立塔模型,塔模型采用beam188单元赋以相应的截面模拟(图3,4).根据一般塔型的形状特征,将塔型分为塔上部、塔中部以及塔下部三部分处理.塔上部包括塔顶部以及拉索区域,由于这一部分塔的受力情况比较复杂,处理时可将该部分的单元划分密些.塔中部包括拉索部分以下到塔与斜拉桥主梁连接部分.塔下部包括塔与斜拉桥主梁连接部分以下到塔底座的区域.塔上大部分区域的截面不是固定的,对于这种变截面塔的处理采用每一单元对应一个固定截面的方法来处理,部分程序如下.

*if,to wi(to win,14),ne,0,then

!判断是否为变截面梁

CM,_Y,L IN E

LSEL,,,,a nu(2)

CM,_Y1,L IN E

CM SEL,S,_Y !选定一段梁

!*

!*

·

78

· 华　中　科　技　大　学　学　报(城市科学版) 2005年

CM SEL ,S ,_Y 1

L A T T ,tow i(tow in,3),,1,,anu(1)-8+2*j,,towi (towin,12)+(i-1)

!定义一段梁的材料及截面属性,to wi (towin ,12)+(i -1)为截面编号,随i 改变而改变LESI ZE,_Y1,,,1,,,,,1

定义一段梁所划分的单元数CM SEL ,S ,_Y

CM D EL E ,_Y CM D EL E,_Y1!*

*else !非变截面梁则截面编号为恒定值......

L A T T ,tow i(tow in,3),,1,,anu(1)-8+2*j,,towi (towin,12)!tow i(to win,12)为恒定值LESI ZE ,_Y 1,,,1,,,,,1......*

endif

图3　

钻石型塔模型

图4　划分网格后的塔模型

d .建立索模型.采用link 10单元模拟.根据用

户选择的梁型和塔型调用对应梁塔组合的拉索模块;通过分别读取主梁数据表和塔数据表中有关的记录数据得到主梁上拉索起始关键点编号和塔上拉索起始点编号;根据不同梁塔组合规律可计算出其他拉索点编号以及对应关系;计算出每对拉索点编号后在两点之间建立线段,并定义其单元属性以及定义划分单元数(即拉索分段数).e .连接主梁和塔模型.主梁和塔模型是通过在特定节点处通过约束方程连接.使用Lmesh 命

令将建好的梁、塔、索模型划分网格;然后使用

ANSYS 菜单Preprocesso r 块中Numbering Ctrls

下的Merg e Item s 命令将重合的节点合并;合并完成后在主梁上塔位置处的节点和塔上建立的连接节点之间建立约束方程.

4　应用实例

在编制程序,并完成简单算例之后,对一实桥作施工模拟的仿真计算.该桥的主桥部分长840m ,索塔高155.1m,双塔,56对拉索(图5).

图5　斜拉桥整桥模型

在自身重力载荷作用下,从索塔施工开始到大桥合拢共350d ,分为17个施工步计算结果如图6和图7所示.

图6　变形图

图7　垂度效应模拟

5　结论与展望

在AN SY S 中实现参数化建立斜拉桥模型,并

使之与相应的数据库和交互界面协作,使基于

·

79·增刊

江　等:AN SY S 二次开发技术在斜拉桥参数化建模中的应用

AN SYS 开发的桥梁计算软件正常运行是可行的.目前作者已经实现了参数化建立混凝土主梁斜拉桥模型的功能,进一步的工作重点将放在参数化建立桁架结构主梁斜拉桥模型上.对于桁架结构主梁斜拉桥模型,目前还存在一些问题有待解决,主要是桁架和桥面的结合问题以及在桁架上实现拉索等问题,将在以后的工作中对上述问题进行研究.

参考文献

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O L ].h ttp

://ww w .ansys .com /Documentatio n ,1998-12-30.

Parametric Modeling of Cable -stayed Bridges Based on

Secondary Development of ANSYS

J I AN G Kun 1　YAN G Wen -bing 1　L I Zhen -huan

1

(1.Scho ol o f Civil Eng.&Mechanics,HUST,W uhan 430074,China)

Abstract :The enviro nm ent o f dev elopment in AN SYS and interface with other so ftw ares are

introduced.The theo ry of ca ble-stayed bridg es and the practical method of mo deling are used in analysis of cable -stay ed bridge .The steps of seco nda ry dev elopment of AN SYS is discussed .The process of parametric desig n of cable-stayed bridges is expatiated based o n the theo ry of cable-stayed bridg es.The function o f mo deling cable-stay ed bridges is actualized through da ta inputed from prog ram interface.

Key words :ANSYS ;seco ndary dev elopment ;cable -stay ed bridg e ;parametric design (上接第76页)

[2]　汪林生,金宗哲.脆性材料的寿命模型[J].材料科

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工业出版社,1988.

Study on Strength Probability of Damage Brittle Materials

DON G Hua -dong 1　Z H EN G Weng -heng 1　LI Lian -gui 1

(1.Schoo l o f Civil Eng.&M echanics,HU ST,Wuhan 430074,China)

Abstract :

The process of co mpressed rupture o n brittle metal material is complex.Rupture takes place no t at the largest stress but after stress decline with large pla stic disto rtio n .The ph enomenon has some meaning fo r resea rching on large -scale physical pheno mena ,especially in earthquake 's break process.The process is co nsidered fro m statistic angle and a lot of ex periments on to rsio n cast iron has been done.The result suppor ts that the sta tistical streng th o beys three parameters 'W eibull distribution .Finally ,some parameters a re estimated .

Key words :damag e ;Weibull distribution;com pressed rupture streng th

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80· 华　中　科　技　大　学　学　报(城市科学版) 2005年

齿轮减速器参数化建模设计

本科毕业设计（论文） 题目齿轮减速器参数化建模设计 姓名 专业机械设计制造及其自动化五班 学号 指导教师 二〇一四年五月

齿轮减速器参数化建模设计 摘要 减速器是原动机和工作机之间独立的闭式机械传动装置。用来降低原动机转速或增加转矩，满足工作机的需求。由于减速器具有结构紧凑，传动效率高，准确、可靠的传输，使用维护方便等优点，因此在工矿企业及运输、建筑等部门中运用极为广泛。 本课题从机械设计出发，以减速器三维精确建模为重点，详细介绍Unigraphics NX的草图功能、特征造型功能，基本三维建模过程，简单介绍其实体装配功能。UG作为一款CAD/CAM/CAE设计软件中的佼佼者，它包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块，具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。熟练掌握其基本功能的使用，对于我们机械设计专业的学生是有着非常好的作用的。ANSYS软件是大型通用有限元分析软件，ANSYS的前处理器中有建模功能，但由于直接在ANSYS软件中建立精确的齿轮齿廓比较困难。本文是应用UG 软件绘制出齿轮， 把其导入有限元软件ANSYS中进行减速器零部件的有限元分析。 关键词：减速器；Unigrapics NX ；ug ；有限元分析；ansys

Gear reducer parameterization modeling design In this paper Reducer is the prime mover and work machine between independent closed mechanical drive device. Used to reduce the prime mover speed or increase the torque, meet the needs of working machine. Because the reducer has compact structure, high transmission efficiency, accurate and reliable transmission, use convenient maintenance, so in industrial and mining enterprises, and is widely used in transportation, construction and other departments. This topic from mechanical design, focusing on reducer 3 d precise modeling, function, character modelling detail sketches Unigraphics NX features, basic 3 d modeling process, introduces its entity assembly function. UG as a CAD/CAM/CAE design of software, it includes the world's most powerful, the most extensive product design application modules, with high performance of mechanical design and drawing function, provide support for design and manufacture of highper formance and flexibility, to meet the needs of customers design any complex products. Mastering the use of the basic functions, for the students of our mechanical design professional is a very good role. ANSYS software is a large general finite element analysis software, ANSYS modeling capabilities of the top processor, but as a result of directly in the ANSYS software to establish the precise gear tooth profile is difficult. This article is using UG software to map the gear, The import of reducer parts based on the finite element software ANSYS finite element analysis. Key words: reducer; Unigrapics NX. Ug; The finite element analysis; ansys

UG建模和参数化建模分析

UG软件的建模与参数化技术分析 (2) 第一章简介 (2) 第二章UG建模分析 (3) 2.1实体建模 (3) 2.2特征建模 (3) 2.3自由形体建模 (4) 2.4实体特征建模 (4) 2.4.1基本体素特征建模 (5) 2.4.2扩展特征建模 (5) 2.4.3成型特征建模 (7) 2.4.4特征操作 (8) 2.5总结 (9) 第三章参数化设计 (10) 3.1参数化设计的定义【7】【8】 (10) 3.2参数化设计的类型 (11) 3.2.1基于特征的参数化设计 (11) 3.2.2基于草图的参数化设计 (13) 3.2.3基于装配的参数化设计 (14) 3.3基于Excel表格的参数化设计【4】【5】 (15) 3.4总结 (18) 参考资料 (19)

UG软件的建模与参数化技术分析 第一章简介 Unigraphics（简称UG）是全球主流MCAD 系统，是计算机辅助设计、辅助制造、辅助工程和产品数据管理（CAD/CAM/CAE/PDM）一体化的软件系统之一，应用十分广泛【1,2】。UG 基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出各种各样复杂的产品模型，并且具有强大的参数化设计功能，能够很好地表达设计意图，易于修改参数化模型。另外UG 提供了完善的二次开发工具，二次开发程序可以建立起与UG 系统的链接，使用户开发的功能与UG 实现无缝集成。利用UG 二次开发技术，用户可以开发专用CAD 系统，满足实际的应用需求。 UG软件是第三代CAD系统的典范，是基于特征建模和基于约束的参数化和变量化的建模方法。为什么说UG为第三代CAD系统？【7】 第一代CAD系统主要用于二维绘图，其技术特征是利用解析几何的方法定义有关点、线、圆等图素。 第二代CAD系统主要是二维交互绘图系统及三维几何造型系统，其发展过程是从计算机辅助绘图到计算机辅助设计，从二维绘图到三维设计，进而到三维集成化设计的过程。在几何造型方面分别采用了三维线框模型、表面模型和实体模型。在实体造型上广泛采用了实体几何构造法（CSG法）和边界表示法（B-rep 法），CSG法即用简单实体(称为体素)通过集合运算交、并、差构造复杂实体的方法；B-rep法即是用物体封闭的边界表面描述物体的方法。 第三代CAD系统在建模方法上出现了特征建模和基于约束的参数化和变量化建模方法，由此出现了各种特征建模系统、二维或三维的参数化设计系统以及两种建模方法互相交叉、互相融合的系统。UG软件中参数化三维设计的核心技术便是特征建模，所以UG软件第三代CAD系统的典范，在接下来的章节将介绍三代建模方法（特征建模）相比较二代CAD的优势。

a于ANSYS二次开发的管系结构应力分析系统

万方数据

第３期张庆峰等：基于ＡＮＳＹＳ二次开发的管系结构应力分析系统—－７９—．大，计算结果可靠。但它要求使用者具有一定的有限元知识背简单。 景，并同时具有较强专业知识水平、较强的结构分析能力和扎实 的英语基础。鉴于上述特点，使其对压力管系的有限元分析不 具有针对性。复杂的英文界面和繁琐的分析步骤都给从事压力 管系有限元分析的技术人员造成了很大的障碍。因此，基于这 些不便因素，为适用不同层次的用户使用，利用ＡＮＳＹＳ内部提 供的二次开发工具。把ＡＮＳＹＳ作为结构分析工具，建立了特别 适用于结构应力分析的中文界面环境、菜单和工具杆的管系结 构分析系统模块。此模块以向导的方式来进行每一步骤，各步 骤附有帮助文件，充分体现了专业化、用户化、便捷化的特点。 如图１所示。 图３管系图 图１绘制管系图 ４应用实例 利用在役压力管道系统的应力分析模块对某厂核反应器再循环装置管线进行应力分析，如图２所示。 图２核反应器再循环装置回路管线图 ４．１核反应器再循环装置回路管线概况 下面是一个应用该软件对在役核压力回路管线进行应力结构分析的简例。如图３所示，假定核反应器再循环装置的回路管线中发现了二处裂纹。这些裂纹可能是由于在生产或制造过程没有操作经验或某种晶间应力腐蚀所引起的。这两个裂纹，①和②，存在于旁路与核反应再循环装置回路管线主管路相连的焊接部位，它们可认为是复合缺陷。旁路管线的内径是２８２ｍｍ，主管路的内径是４５０ｒａｍ，厚度是３１．７６ｍｍ。这些管路和弯管是ＳＡ３３３ＧＲ６型材料，弹性模量是１８８ＧＰａ。 ４．２管系的结构分析 借助ＡＮＳＹＳ的二次开发功能，在开发“含缺陷压力管系风险分析系统”时。在结构应力分析模块中，选择了国际著名的ＡＮＳＹＳ有限元分析软件作为结构应力分析工具，并为适用不同层次的用户的需要，针对ＡＮＳＹＳ的管路系统模块的特征，对ＡＮＳＹＳ进行了二次开发，建立了专用程序的同时建立起对应的图形驱动界面，使得前处理建模、计算和后处理操作等变得十分 图４管系应力分布云图 ５结论 通过开发以ＡＮＳＹＳ为平台的管系应力分析系统，证实了运用ＡＮＳＹＳ内部提供的ＡＰＤＬ语言和ＵＩＤＬ语言进行开发专业模块的可行性，并且达到了界面简洁、易操作的预期功能。 利用建立在ＡＮＳＹＳ二次开发基础上强大的管道结构应力分析模块，可以在制定管道的检修计划时，方便地确定出管道高度应集中部位，有针对性地选择焊缝并进行射线探伤，使管线的安全状况分析更加准确。有针对性地选择焊缝并进行射线探伤，使得管道的安全状况分析更为准确。同时，也可以利用该系统为分析工具，制定出旨在降低失效风险的管道结构改进措施，优化管道结构。以较低的成本提高管道的完整性水平。 因此，该系统的推广应用，对提高企业的压力管道管理水平，保障安全生产和技术进步具有重要意义。 参考文献 １ＡＮＳＹＳＡＰＤＬＰｒｏｇｒａｍｍｅｒ’ｓＧｕｉｄｅＲｅｌｅａｓｅ５．５．ＡＮＳＹＳ。Ｉｎｅ． ２ＴｈｅＵＩＤＬＰｒｏｇｒａｍｍｅｒ’ｓＧｕｉｄｅＲｅｌｅａｓｅ５．５．ＡＮＳＹＳ．Ｉｎｅ． ３谢禹钧，蔺永诚，等．含缺陷压力关系失效风险分析系统（Ｉ）【Ｊ】．石油化工设备，２００２，３１（４）：４—６． ４谢禹钧，蔺永诚等．含缺陷压力关系失效风险分析系统（ｎ）【Ｊ】．石油化工设备，２００２，３１（５）：４～６． ５程进，江见鲸等．基于ＡＮＳＹＳ的程序界面设计及应用。四川建筑科学研究。２００２，２８． ６沈士明，在役压力管道安全评定研究的现状与发展。中国机械工程。 １９９７．８． ７ＡＰＤＬ参数化有限元分析技术及其应用实例，中国水利水电出版社， ２００３．　万方数据

CFD—计算流体动力学软件介绍

CFD 流体动力学软件介绍 CFD—计算流体动力学，因历史原因，国一直称之为计算流体力学。其结构为： 提出问题—流动性质（流、外流；层流、湍流；单相流、多相流；可压、不可压等等），流体属性（牛顿流体：液体、单组分气体、多组分气体、化学反应气体；非牛顿流体） 分析问题—建模—N-S方程（连续性假设），Boltzmann方程（稀薄气体流动），各类本构方程与封闭模型。 解决问题—差分格式的构造/选择，程序的具体编写/软件的选用，后处理的完成。 成果说明—形成文字，提交报告，赚取应得的回报。 CFD实现过程： 1.建模——物理空间到计算空间的映射。 主要软件： 二维： AutoCAD： 大家不要小看它，非常有用。一般的网格生成软件建模都是它这个思路，很少有参数化建模的。相比之下AutoCAD的优点在于精度高，草图处理灵活。可以这样说，任何一个网格生成软件自带的建模工具都是非参数化的，而对于非参数化建模来说，AutoCAD应该说是最好的，毕竟它发展了很多很多年！ 三维： CATIA：航空航天界CAD的老大，法国人的东西，NB，实体建模厉害，曲面建模独步武林。本身可以生成有限元网格，前几天又发布了支持ICEM-CFD的插件ICEM-CFD CAA V5。有了它和ICEM-CFD，可以做任何建模与网格划分！ UG：总觉得EDS脑袋进水了，收了I-deas这么久了，也才发布个几百M的UG NX 2.0，还被大家争论来争论去说它如何的不好用！其实，软件本身不错，大公司用得也多，可是就这么打市场，早晚是走下坡路。按CAD建模的功能来说它排不上第一，也不能屈居第二，尤其是加上了I－DEAS更是如虎添翼。现

CREO2.0齿轮建模

基于CREO2.0渐开线变位圆柱直齿轮的参数化设计 第一步: 设置参数 1、启动软件，新建文件，起名GEAR，取消“使用缺省模版”，选 择“mmns-par-solid”确定。 2、工具-参数-添加参数-如下图添加。 参数字母含义如下： M-模数 Z-齿数 ANG-压力角 B-齿轮厚度 DA-齿顶圆直径 DF-齿根圆直径HAX-定义齿顶高系数CX-定义齿顶系数X-变位系数第二步：设置圆柱齿轮的基本尺寸关系 1、工具-关系-输入如下关系：

2、以FRONT面为草绘面进行草绘—绘制四个圆。 3、工具-关系-输入以下关系：

确定后，按再生按钮。 第三步：绘制渐开线齿轮轮廓曲线 1、点击曲线-来自方程的曲线-选择笛卡尔坐标-进入程序编辑器 2、在程序编辑器输入以下方程： 3、编写完成后保存退出-在绘图窗口就产生一条曲线。 4、以RIGHT面和TOP面创建基准轴A-1；以分度圆和曲线为参照 创建参考点PNT0；以点PNT0和中心轴A-1为基准创建平面DTM1；

以DTM1平面为基准，以中心坐标为轴创建齿廓中心面DTM2。 5、打开关系窗口输入：D12=360/（4*Z），按再生按钮。 6、以DTM2为中心创建镜像特征，生成对称的渐开线，创建齿廓。 第四步：绘制渐开线齿轮单齿实体 1、拉伸实体：在使用边上选取“环”，选取最里面的圆（齿根圆 直径），完成草图，拉伸长度出始为15.在关系窗口输入：D13=B。

按再生按钮，就生成圆柱齿轮的齿根圆实体。 2、拉伸实体-创建齿轮的齿廓。初始值设为15. 3、在关系窗口输入以下容，按再生，生成实体。

ansys二次开发及实例

ansys二次开发教程+实例 第3章ANSYS基于VC++6.0的二次开发与相互作用分析在ANSYS中的实现 3.1 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 Interf ace 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。 鉴于上述特点，近几年来，ANSYS软件在国内外工程建设和科学研究中得到了广泛的应用。但这些应用大多局限于直接运用ANSYS软件进行实际工程分析，对利用ANSYS提供的二次开发工具进行有限元软件设计却很少涉及。本文首次利用ANSYS软件的二次开发功能，以VC++6.0为工具，运用APDL语言，对ANSYS进行二次开发，编制框筒结构－桩筏基础－土相互作用体系与地震反应分析程序。 3.2 程序设计目标 针对某一实际工程问题，ANSYS所提供的APDL语言可对ANSYS软件进行封装。APDL语言即ANSYS软件提供的参数化设计 语言，它的全称是ANSYS Parametric Design Language。使用APD L语言可以更加有效地进行分析计算，可以轻松地进行自动化工作（循环、分支、宏等结构），而且，它是一种高效的参数化建模手段。使用APDL语言进行封装的系统可以只要求操作人员输入前处理 参数，然后自动运行ANSYS进行求解。但完全用APDL编写的宏还存在弱点。比如用APDL语言较难控制程序的进程，虽然它提供了 循环语句和条件判断语句，但总的来说还是难以用来编写结构清晰的程序。它虽然提供了参数的界面输入，但功能还不是太强，交互性 不够流畅。针对这种情况，本文用VC++6.0开发框筒结构－桩筏基础－土相互作用有限元分析程序（简称LW S程序）。

ANSYS APDL命令流学习参数化建模

第一天 目标:熟悉ANSYS基本关键字的含义 k --> Keypoints 关键点 l --> Lines 线 a --> Area 面 v --> V olumes 体 e --> Elements 单元 n --> Nodes 节点 cm --> component 组元 et --> element type 单元类型 mp --> material property 材料属性 r --> real constant 实常数 d --> DOF constraint 约束 f --> Force Load 集中力 sf --> Surface Force on nodes 表面载荷 bf --> Body Force on Nodes 体载荷 ic --> Initial Conditions 初始条件 第二天 目标:了解命令流的整体结构,掌握每个模块的标识 !文件说明段 /BATCH /TITILE,test analysis !定义工作标题/FILENAME,test !定义工作文件名 /PREP7 !进入前处理模块标识!定义单元,材料属性,实常数段 ET,1,SHELL63 !指定单元类型 ET,2,SOLID45 !指定体单元 MP,EX,1,2E8 !指定弹性模量 MP,PRXY,1,0.3 !输入泊松比 MP,DENS,1,7.8E3 !输入材料密度 R,1,0.001 !指定壳单元实常数-厚度...... !建立模型 K,1,0,0,, !定义关键点 K,2,50,0,, K,3,50,10,, K,4,10,10,, K,5,10,50,, K,6,0,50,, A,1,2,3,4,5,6, !由关键点生成面...... !划分网格 ESIZE,1,0, AMESH,1 ...... FINISH !前处理结束标识

isight集成UG、Patran和Nastran实例教程

UG、Patran和Nastran集成教程 本教程是一个进行悬臂梁减重分析的例子，iSIGHT-FD V2.5集成的软件是UG NX3.0、MSC.Patran 2005 r2和MSC.Nastran 2005。 一 UG参数化过程 1.打开UG NX 3.0程序，新建一个零件，名称为beam.prt，然后点击菜单“应用-建 模”，右键选择“视图方向-俯视图”； 2.点击草图按钮，进入草绘界面，然后点击直线按钮，绘制如下图所示的工字形 截面； 3.使用”自动判断的尺寸”按钮标注如下所示线段的尺寸； 4.按照同样方法标注其它尺寸，最终结果如下图所示：

5.点击左侧的“约束”按钮，然后选择下图所示的最上面的两条竖直线段，最后点击约束 工具栏上的等式约束，给这两条线段施加一个等式约束; 6.给这两条线段施加等式约束后，点击左侧的“显示所有约束”按钮，会在两条线段上出 现两个“=”，标明等式约束已成功施加上，如下图所示；

7.接下来，为最下面的两条竖直线段施加等式约束，如下图所示； 8.为左侧的两条Flange线段施加等式约束，如下图所示； 9.为右侧的两条Flange线段施加等式约束，如下图所示； 10.点击左上角的“完成草图”按钮，退出草绘状态。

11.选择菜单“工具-表达式”，弹出表达式编辑窗口，在下方名称后的文本框中输入Length， 在公式后的文本框中输入200，点击后面的√，即可将该参数加入中部的大文本框中，然后点击确定； 12.点击左侧的拉伸按钮，选择工字形草图，然后在弹出的输入拉伸长度的框中将数值改为 上一步创建的参数名称Length，最后点击拉伸对话框中的√，接受所作的更改；

ProE齿轮参数化建模画法教程

ProE齿轮参数化建模画法作者：lm2000i （一） 参数定义

（二）在Top面上做从小到大的4个圆（圆心点位于默认坐标系原点），直径为任意值。生成后修改各圆直径尺寸名为(从小到大)Df、DB、D、Da，加入关系： Alpha_t=atan(tan(Alpha_n)/cos(Beta)) Ha=(Ha_n+X_n)*M_n Hf=(Ha_n+C_n-X_n)*M_n

D=Z*M_n/cos(Beta) Db=D*cos(Alpha_t) Da=D+2*Ha Df=D-2*Hf 注：当然这里也可不改名，而在关系式中采用系统默认标注名称（如d1、d2...），将关系式中的“Df、DB、D、Da”用“d1、d2…”代替。改名的方法为：退出草绘----点选草图----编缉----点选标注----右键属性----尺寸文本----名称栏填新名称 （三）以默认坐标系为参考，偏移类型为“圆柱”，建立用户坐标系原点CS0。此步的目的在于后面优化（步5）时，能够旋转步4所做的渐开线齿形，使DTM2能与FRONT重合。

选坐标系CS0，用笛卡尔坐标，作齿形线(渐开线)：Rb=Db/2 theta=t*45 x= Rb*cos(theta)+ Rb*sin(theta)*theta*pi/180 y=0 z= Rb*sin(theta)- Rb*cos(theta)*theta*pi/180

注：笛卡尔坐标系渐开线方式程式为 其中：theta为渐开线在K点的滚动角。因此，上面关系式theta=t*45中的45是可以改的，其实就是控制上图中AB的弧长。 （四）过Front/Right，作基准轴A_1；以渐开线与分度圆交点，作基准点PNT0；过轴A_1与PNT0做基准面DTM1。

ANSYS模拟大体积混凝土浇筑过程的参数分析_赵英菊

１．ＡＮＳＹＳ分析的原理和步骤 ＡＮＳＹＳ的热分析［１］包括稳态和瞬态两种，如果系统的温度场与时间无关，则称该系统处于稳定的热状态，简称稳态；如果系统的温度场随时间发生变化，则称系统处于瞬态。显然，大体积混凝土的浇筑过程属于瞬态分析，也属于非线性分析。 我们不仅要进行混凝土温度场的模拟还要进行应力场的模拟，所以要用到ＡＮＳＹＳ中耦合分析，ＡＮＳＹＳ提供了两种分析耦合场的方法：直接耦合与间接耦合。 直接耦合法的耦合单元包含所有必须的自由度，仅仅通过一次求解就能得出耦合场分析结果；间接耦合法是以特定的顺序求解单个物理场的模型，通过把第一次场分析的结果作为第二次场分析的载荷来实现两种场的耦合。如我们用到的热－应力耦合分析就是将热分析得到的节点温度作为载荷施加在后序的应力分析中来实现耦合的。基本步骤如下： 第一步：进行热分析，可选择ＳＯＬＩＤ７０单元； 第二步：重新进入前处理器，转换单元类型；将热单元转换为相应的结构单元，原来的ＳＯＬＩＤ７０单元将自动转换为ＳＯＬＩＤ４５单元，其对应的命令是ＥＴＣＨＧ，ＴＴＳ。 第三步：设置结构分析中的材料属性； 第四步：读入热分析结果并将其作为载荷；可采用命令ＬＤＲＥＡＤ读入热分析的节点温度，或点击ＭａｉｎＭｅｎｕ＞Ｓｏｌｕｔｉｏｎ＞ＬｏａｄＡｐｐｌｙ＞Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ＞ＦｒｏｍＴｈｅｒｍａｌＡｎａｌｙｓｉｓ。注意，结果文件的扩展名为＊．ｒｔｈ。 第五步：指定参考温度；在参考温度处，热应力值为零。 第六步：求解及后处理。 ２．温度场的求解 ２．１三种基本传热方式 （１）热传导，遵循傅里叶定律（导热基本定律）：ｑ″＝－λｄＴ ｄｘ ，式中ｑ″为热流密度（Ｗ／ｍ２），λ为导热系数（Ｗ／ｍ?℃），“－”表示热量流向温度降低的方向。 （２）热对流，用牛顿冷却方程来描述：ｑ″＝β（ＴＳ－ＴＢ），式中β为对流换热系数，ＴＳ为固体表面的温度，ＴＢ为周围流体的温度。 （３）热辐射，指物体发射电磁能，并被其它物体吸收转变为热的热量交换过程。 ２．２边界条件 （１）第一类边界条件是指混凝土表面温度Ｔ是时间τ的已知函数，即 Ｔ（ｘ，ｙ，ｚ，τ）＝Ｔｂ（τ） （２）第二类边界条件是指混凝土表面的热流量是时间的已知函数，即 －λ$Ｔ $ｎ ＝Ｔ′（τ） 式中λ—— —导热系数，Ｗ／ｍ?℃或ｋＪ／ｍ?ｈ?℃，Ｗ／ｍ?℃＝３．６ｋＪ／ｍ?ｈ?℃； ｎ—— —表面外法线方向，若表面是绝热的，有：$Ｔ $ｎ ＝０。 （３）第三类边界条件假定经过混凝土表面的热流量与混凝土表面温度Ｔ和气温Ｔａ之差成正比，即 －λ$Ｔ $ｎ ＝β（Ｔ－Ｔａ） 式中β—— —表面放热系数，也称对流系数，Ｗ／ｍ２?℃。其数值与风速ｖａ（ｍ／ｓ）有密切的关系，固体表面在空气中的放热系数可用以下两式计算，单位是ｋＪ／ｍ２?ｈ?℃。 粗糙表面：β＝２３．９＋１４．５０ｖａ（１）光滑表面：β＝２１．８＋１３．５３ｖａ（２）当有模板和保温层时，可按下式计算：β＝１ ∑ δ ｉ λ ｉ ＋１ β ｑ （３）式中δｉ—— —各种保温材料的厚度（ｍ）； λｉ—— —各种保温材料的导热系数（Ｗ／ｍ?Ｋ），可按表１取值［２］； βｑ—— —空气的传热系数，可取２３（Ｗ／ｍ２?Ｋ）。 表１各种保温材料的导热系数λ值（Ｗ／ｍ?Ｋ） （４）当两种条件不同的固体接触时，如接触良好，则在接触面上温度和热流量都是连续的，即Ｔ１＝Ｔ２，λ１（ !Ｔ １ !ｎ ）＝λ２（!Ｔ２ !ｎ ）。 混凝土与空气接触（包括有养护条件）的边界可按照第三类边界条件处理： ＮＳＥＬ，，，！选择与空气接触的表面节点 ＳＦ，ＡＬＬ，ＣＯＮＶ，β，Ｔａｉｒ，！加载表面散热系数和环境温度 混凝土与地基或基岩的边界可以按照第四类边界条件处理，通过定义两种材料的导热系数和初始温度即可。 ２．３热学参数取值基本参数较容易获得，也可参考下表： 表２材料的基本热学参数 ２．３．１水化热的施加在ＡＮＳＹＳ中，混凝土的水化热是通过生热率ＨＧＥＮ来施加的。顾名思义，生热率就是单位时间内混凝土的生热量，即所产生的热量对时间的导数，用表达式表示为： ｈｇｅｎ＝ｄＱ ｄｔ （４）式中：Ｑ—— —混凝土中产生的热量； ｈｇｅｎ—— —混凝土生热率。 混凝土的水化热放热过程与混凝土的绝热温升过程具有一致性，若取指数经验式： ＡＮＳＹＳ模拟大体积混凝土浇筑过程的参数分析 赵英菊王社良康宁娟 （西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安７１００５５） 摘要：建筑工程中的大体积混凝土结构越来越多，利用有限元程序ＡＮＳＹＳ进行施工过程的模拟仿真可以形象地给出温度场和应力场的分布情况，同时能考虑各参数随时间的变化。时变参数的选取及其在程序中的实现是仿真分析中的重点和难点，特总结归纳，并给出解决的方法供参考。 关键词：ＡＮＳＹＳ；混凝土；浇筑；时变参数 材料名称λ材料名称λ 木模０．２３黏土砖０．４３ 钢模５８油毡０．０５ 草袋０．１４沥青矿棉０．０９～０．１２ 木屑０．１７沥青玻璃棉毡０．０５ 矿渣０．４７泡沫塑料制品０．０３～０．０５ 黏土１．３８～１．４７泡沫混凝土０．１０ 干砂０．３３水０．５８ 湿砂１．３１空气０．０３ 名称数值单位名称数值单位 混凝土的密度２４００ｋｇ／ｍ３混凝土的导热系数２．７１０Ｗ／ｍ?℃ 土壤的密度１７５０ｋｇ／ｍ３土壤的导热系数０．５８６Ｗ／ｍ?℃ 混凝土的比热０．９６３ｋＪ／ｋｇ?℃混凝土的线膨胀系数１０×１０－６℃ 土壤的比热１．００５ｋＪ／ｋｇ?℃混凝土的导温系数０．００４２ｍ２／ｈ９６

patran入门实例

课程 4. U形夹的三维几何模型 目的: ?生成一个新的数据库 ?生成几何体 ?改变图形显示 模型描述: 本练习是通过MSC/PATRAN的点、线、面、体建立一个几何模型，熟悉PATRAN 的几何建模过程，模型的几何尺寸见下图。 练习过程 1．新生成一个数据库并命名为clevis.db File/New Database… New Database Name New Model Preference Tolerance Default 2. 把几何参数选择改为PATRAN 2方式。 PATRAN 2 Convention代表着一个特点的参数化几何类别。这个操作可以使用户产生一个几何体，该几何体可以通过PATRAN 2的中性文件和IGES文件输入或输出到PATRAN 3中。 Preference/Geometry… Geometric Representation Patran 2 Convention Solid Origin Location P3/PATRAN Convention

3. 生成一个位于U形夹孔内半径上的点。 单击主框架中的Geometry开关。 Geometry Action: Object: Method: Point Coordinates List: 为易于查看所产生的新点，可通过Display/Geometry菜单来增大点的尺寸。Display/Geometry… Point Size: 也可打开Entity Labels开关来观查所产生的新点。 Display/Entity Color/Label/Render… 4. 用刚生成的点产生4条曲线，来表示U形夹孔的上半部圆弧。 Geometry Action: Object:

参数化建模介绍

2：参数化建模介绍 UG标准件开发都是基于标驱动参数化的标准件UG模板部件，因此UG标准件开发的实现，最重要的环节是建立参数化的标准件UG模板部件。在建立参数化标准件UG模板部件过程中要大量地应用到草图、参数化建模、表达式及装配建模等技术。 2.1参数化草图技术在UG标准件开发中的应用 在此部分不再详述草图的功能，介绍一些技巧： 1. 合理地设置草图的放置面，以达到标准件在调用时能够实现自动地装配定位。在此我们一般先建立绝对基准坐标系（Absolute CSYS，位于绝对位置的基准坐标系）或位于绝对工作坐标原点的固定基准面和固定基准轴，然后建立与绝对基准坐标系或过顶基准面呈一定偏置关系的相关基准面，并以此相关基准面作为草图的放置面。 2. 合理运用相关参数点、基准轴和相关基准面，建立标准件的草图定位原点。例如当我们使用相关参数点作为标准件的草图定位原点，只要在标准件管理器中，将相关参数点的坐标值设置为理想的目标值，标准件就能自动装配定位到指定位置。 2.2参数化建模技术在UG标准件开发中的应用 UG虽然支持非参数的标准件开发，但是，如果开发非参数的标准件就失去了其本质意义，因为它不能建立系列规格的零件尺寸标准，不能控制零件的几何及尺寸的变更。在真正意义上的UG标准件开发中，我们必然要使用全参数建模技术，用参数去驱动和控制标准件的结构和尺寸规格，因此在UG标准件开发过程中要具有参数化建模的观点和思想。要实现UG标准件的参数化建模，注意一下细节和技巧。 1. 前期要吃透标准件的特点，根据标准件的特点定义好设计意图、规划好结构设计实现方法、规划主控参数。 2. UG支持在一个部件文件中有多个主体结构体，我们在标准件的开发中一

proe圆锥齿轮全参数化画法

3.3锥齿轮的创建 锥齿轮在机械工业中有着广泛的应用，它用来实现两相交轴之间的传动，两轴的相交角一般采用90度。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，本节将介绍参数化设计锥齿轮的过程。 3.3.1锥齿轮的建模分析 与本章先前介绍的齿轮的建模过程相比较，锥齿轮的建模更为复杂。参数化设计锥齿轮的过程中应用了大量的参数与关系式。 锥齿轮建模分析（如图3-122所示）： （1）输入关系式、绘制创建锥齿轮所需的基本曲线 （2）创建渐开线 （3）创建齿根圆锥 （4）创建第一个轮齿 （5）阵列轮齿 图3-122锥齿轮建模分析 3.3.2锥齿轮的建模过程 1．输入基本参数和关系式

（1）单击，在新建对话框中输入文件名conic_gear,然后单击； （2)在主菜单上单击“工具”→“参数”，系统弹出“参数”对话框，如图3-123所示； 图3-123 “参数”对话框 （3）在“参数”对话框单击按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表3-3所示； 名称值说明名称值说明 M 2.5 模数DELTA ___ 分锥角 Z 24 齿数DELTA_A ___ 顶锥角 Z_D 45 大齿轮齿数DELTA_B ___ 基锥角 ALPHA 20 压力角DELTA_F ___ 根锥角 B 20 齿宽HB ___ 齿基高 HAX 1 齿顶高系数RX ___ 锥距 CX 0.25 顶隙系数THETA_A ___ 齿顶角 HA ___ 齿顶高THETA_B ___ 齿基角 HF ___ 齿根高THETA_F ___ 齿根角 H ___ 全齿高BA ___ 齿顶宽 D ___ 分度圆直径BB ___ 齿基宽 DB ___ 基圆直径BF ___ 齿根宽 DA ___ 齿顶圆直径X 0 变位系数

CATIA全参数化建模理念

CATIA参数化建模理念 1.CATIA参数化建模思路 1.1.逆向建模 现阶段我们是运用大坝的CAD二维图来画三维图，也就是说先有二维图，后有三维图；基于CATIA的逆向建模是先建模，再出二维图。 1.2.骨架设计 在传统的三维设计包含两种设计模式： ①自下而上的设计方法是在设计初期将各个模型建立，在设计后期将各模型按照模型的相对位置关系组装起来，自下向上设计更多应用于机械行业标准件设计组装。 ②自上而下设计的设计理念为先总体规划，后细化设计。 大坝骨架设计承了自上而下的设计理念，在大坝三维设计过程中，为了定义各建筑物相对位置关系，骨架包含整个工程的关键定位，布置基准，定义各个建筑物间相关的重要尺寸，自上向下的传递设计数据，应用这种技术就可更加有目的，规范地进行后续的工程设计。 1.3.参数化模板设计 一、参数化设计基本原理 参数化设计基本原理：建立一组参数与一组图形或多组图形之间的对应关系，给出不同的参数，即可得到不同的结构图形。参数化设计的优点是对设计人员的初始设计要求低，无需精确绘图，只需勾绘草图，然后可通过适当的约束得到所需精确图形，便于编辑、修改，能满足反复设计的需要。 ①参数（Parameter）是作为特征定义的CATIA文档的一种特性。参数有值，能够用关系式（Relation）约束。 ②关系式（relation）是智能特征的一般称谓，包括：公式（formulas）、规则（rules）、检查（checks）和设计表（design tables）。 ③公式（formulas）是用来定义一个参数如何由其他参数计算出的。 ④零件设计表：设计表是Excel或文本表格，有一组参数。表格中的每列定义具体参数的一个可能的值。每行定义这组参数可能的配置。零件设计表是创建系列产品系列的最好方法，可以用来控制系列产品的尺寸值和特征的激活状态，表格中的单元格通常采用标准形式，用户可以随时进行修改。 ⑤配置（Configuration）是设计表中相关的参数组的一组值。

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。 鉴于上述特点，近几年来，ANSYS软件在国内外工程建设和科学研究中得到了广泛的应用。但这些应用大多局限于直接运用ANSYS软件进行实际工程分析，对利用ANSYS提供的二次开发工具进行有限元软件设计却很少涉及。本文首次利用ANSYS软件的二次开发功能，以VC++6.0为工具，运用APDL语言，对ANSYS进行二次开发，编制框筒结构－桩筏基础－土相互作用体系与地震反应分析程序。2程序设计目标 针对某一实际工程问题，ANSYS所提供的APDL语言可对ANSYS软件进行封装。APDL语言即ANSYS软件提供的参数化设计语言，它的全称是ANSYS Parametric

UG_NX_内齿圆柱齿轮参数化建模

第三章内齿圆柱齿轮参数化建模 1.1内齿圆柱齿轮简介 内齿轮（internal gear） ------ 齿顶曲面位于齿根曲面之内的齿轮。应用于有特殊要求的传动系统中。 1.2建模分析 内齿轮的建模和直齿轮的建模基本上是大同小异，只是齿顶圆和齿根圆位于内侧而已。其中，齿顶圆和齿根圆的表达式也有所不同，它们分别是： da=d-2*m*（hax+x）（齿顶圆） df=d+2*m*（hax+cx-x）（齿根圆） 1.3建模表达式 a = 20 （压力角） z= 25 （齿数） m = 4 （模数） hax = 1 （齿顶高系数） cx= 0.25 （顶隙系数） x= 0 （变位系数） d=m*z （分度圆） db=d*cos（a）（基圆） da=d-2*m*（hax+x）（齿顶圆） df=d+2*m*（hax+cx-x）（齿根圆）

t =1 （系统变量） s=45*t (展开角) xt=db/2*cos(s)+db/2*sin(s)*rad(s) (X 坐标) yt=db/2*sin(s)-db/2*cos(s)*rad(s) (Y 坐标) zt = 0 (Z 坐标) 1.4建模过程 (1)新建文件 (2)建立表达式 打开表达式”工具，输入相应参数和公式，如图 其他要求与第二章相同 (3)建立渐开线

使用规律曲线”工具，选择根据方程”建立渐开线。 (4)建立基本圆 使用圆弧/圆”工具，以原点为圆心，分别建立直径为d/2”、da/2 ”、df/2 ”的三个圆，第四个圆为内齿轮的外圈圆，直径大小根据实际需要而定。如图 (5)建立连接线 打开直线"工具，建立以原点和渐开线内端点为端点的连接线 (6)建立对称面 打开基准平面”工具，以自动判断”依次选择Z轴、渐开线与分度圆交点，建立参考平 面，然后再以自动判断”选择参考平面与Z轴，输入角度360/4/z ”，建立对称平面