ANSYS的UPFs子程序二次開發基本介紹

參考資料:

[1] http://www.doc88.com/p-896576308919.html

首先簡單介紹ANSYS二次開發的工具。ANSYS二次開發工具大致有4個,分別是APDL、UPFs、UIDL及Tcl/Tk,其中后面兩個用于ANSYS交互界面開發。APDL(ANSYS Parametric Design Language)大家都熟悉,ANSYS參數化設計語言,及俗稱的命令流。它由類似于FORTRAN的語言部分和1000多條ANSYS命令組成。APDL是一種解釋性文本語言,有順序、選擇、循環及宏等結構。利用APDL將ANSYS命令組織起來,編寫出參數化的用戶程序,從而實現有限元分析的全過程,即建立參數化的實體模型、參數化的網格劃分與控制、參數化的材料定義、參數化的載荷和邊界條件定義、參數化的分析控制和求解以及參數化的后處理。

這里向大家介紹兩個APDL二次開發的常用簡單命令,/COM和/SYS。/COM命令可以用于在ANSYS Output窗口中輸出相關信息,比如當前計算時間,塑性應變等等,這一點非常方便。/SYS用于暫停當前運算并調用外部程序,例如/SYS,D:/1.exe則會調用D盤下的1.exe可執行文件,利用這個功能,可以大大擴展APDL的分析能力。

UPFs(User Programmable Features),即用戶可編程特性,它是源代碼層次的ANSYS二次開發,用戶可以根據需要利用UPFs重新編譯連接生成用戶定制版本的ANSYS軟件,例如創建新單元、定義新的材料屬性、定義用戶失效準則等等。使用UPFs需要安裝Fortran編譯器,并設置編譯環境(主要是系統環境變量設置),后面以ANSYS 12.0,32位xp系統為例詳細介紹安裝方法。利用UPFs可以完成很多APDL很難完成的工作,比如復雜材料本構模型的開發,單元的開發,優化算法的定義,接觸準則的定義等等。

Abaqus可以通過子程序編寫材料本構模型,ANSYS也一樣,編寫材料子程序的基本思路也大致一樣,并且都是用Fortran編寫的。首先由給定的應變增量計算得到應力增量,從而得到新的應力,稱做應力更新過程。其次還要求usermat給出雅可比矩陣,學名是一致切線算子矩陣。

ANSYS的子程序基本結構如下。

Usermat的輸入變量極其數據類型如下。

Usermat的輸出變量極其數據類型如下。

Usermat的輸入輸出變量極其數據類型如下。