函数、运算符及常用控制命令解析

（1）函数与运算符

APDL为用户提供了基本的数学运算符号，简要列于表7-4中。

表7-4 数学运算符

APDL提供的数学运算符优先级与FORTRAN相同，有编程经验的用户可以方便地熟悉。

表7-5列出了一些ANSYS中的常用函数及简介，方便用户参考。

表7-5 ANSYS常用函数

（续）

在通用菜单中选择Parameters＞Functions＞Define/Edit命令，弹出如图7-14所示对话框。

函数编辑器用于定义方程与控制条件，可以建立单个方程或一个函数，函数可以由一系列方程联立而成，每个方程对应特定的状态控制区间，最终作为边界条件，对分析模型产生重大影响。

（2）常用控制命令

前文的介绍中或多或少对一些命令已经有所涉及，今后的实例介绍还将大量地涉及命令，为方便读者查阅理解，也保证下文讲述的连贯性，在此对一些常用命令进行介绍。

1）基本应用与建模。

FIHI（FINISH）！退出处理器。

/CLEAR！清空所有数据。

以上两个指令常同时出现于命令流文件的开头，用于清空数据防止意外残留的其他工作信息的干扰。

/PREP7！进入前处理器。

K，NPT，X、Y、Z

图7-14 函数编辑器窗口

其中，指令K用于在工作区指定坐标位置创建关键点；NPT为关键点编号。默认将新创建的关键点编号设置为当前最大编值加1。X、Y、Z是关键点坐标，默认为0。

L，P1，P2，NDIV，SPACE，XV1，YV1，ZV1，XV2，YV2，ZV2

其中，指令L用于连接工作区内的两个关键点创建一条线，可以为直线或曲线；XV1、YV1、ZV1、XV2、YV2、ZV2分别是两个关键点处在X、Y、Z方向上的切线斜率，仝为0时L创建的为直线；Pl、P2是被连接的两个关键点编号。当Pl=P时，激活在GUI中拾取功能，其后的项目均被略去。

A,P1,P2,P3,P4,P5,P6,P7,P8,P9,P10,P11,P12,P13,P14,P15,P16,P17，P18

其中，指令A用于连接数个关键点创建一个面，可由3～18个点连接围成面。

CYL4，XCENTER，YCENTER，RAD1，THETA1，RAD2，THETA2，DEPTH

其中，指令CYL4用于创建一个圆柱；XCENTER、YCENTER用于指定圆心坐标；RAD1、RAD2为两个圆端面的半径，即该指命令也可以创建圆台、圆锥；

BLC4，XCORNER，YCORNER，WIDTH，HEIGHT，DEPTH

其中，指令BLC4用于创建一个长方体，通过一个顶点的坐标（XY面内）、XY面内的长度、宽度及Z方向上的深度控制其形状与位置。

ANSYS有这样一类命令，它们互相类似，作用效果相同，但作用于不同对象，如ASEL与VSEL，前者用于面的选择，后者用于体的选择，两者用法与参数类似，对于这一类命令将其归类统一说明。

ANSYS中的几何元素在程序中都有对应的代号，如表7-6所示。参照此表，将对应的字符代入表7-7中X的位置，即为ANSYS中对于节点、点、线、面、体等的操作命令。

表7-6 对象名称

表7-7 常用命令

2）网格划分。

ET，ITYPE，Ename，KOP1，KOP2，KOP3，KOP4，KOP5，KOP6，INOPR！定义单元类型

其中，ITYPE为用户自行定义的单元类型编号；Ename为单元号，如LINK180，BEAM188等；KOP1～KOP6为单元描述选项。

R，NSET，R1，R2，R3，R4，R5，R6！定义实常数

其中，NSET为实常数组号；R1～R6为实常数参数值；

MP，Lab，MAT，C0，C1，C2，C3，C4！定义材料属性

其中，Lab为材料性标识，可以取如下值；MAT为材料组号，由用户定义；C0～C4分别为材料属性值的零次项（常数项）至四次项。

ESIZE，SIZE，NDIV！定义单元尺寸

其中，SIZE为模型中最大的单元边长；NDIV为每条线被分成的份数。

以上两个参数只用指定其一。

AESIZE，ANUM，SIZE！面单元尺寸控制

其中，ANUM为需要进行控制的面的编号。

LESIZE，NL1，SIZE，ANGSIZ，NDIV，SPACE，KFORC，LAYER1，LAYER2，KYNDIV

其中，NL1为需要进行控制的线的编号；SIZE、NDIV为指定分割的尺寸或份数，两者只定义其一；ANGSIZ为将曲线按角度分割，仅在SIZE与NDIV为空时有效；SPACE为分段的间隔比率。

KESIZE，NPT，SIZE，FACT1，FACT2

其中，NPT为指定设置的关键点；SIZE为设置划分尺寸；

DESIZE，MINL，MINH，MXEL，ANGL，ANGH，EDGMN，EDGMX，ADJF，ADJM

其中，MINL为当使用低阶单元时每条线上的最小单元数，默认为3；MINH为当使用高阶单元时每条线上的最小单元数，默认为2；ANGL为曲线上低阶单元的最大跨角，默认为15°；ANGH为曲线上高阶单元的最大跨角，默认为28°；EDGMN为最小的单元边长，默认不设置；EDGMX为最大的单元边长，默认不设置；ADJF为仅在自由网格划分时，相近线的预定纵横比。对h单元默认为1（等边长），对p单元默认为4；ADJM为仅在映射网格划分时，相近线的预定纵横比。对h单元默认为4（矩形），对p单元默认为6。

SMRTSIZE，SIZLVL，FAC，EXPND，TRANS，ANGL，ANGH，GRATIO，SMHLC，SMANC，MXITR，SPRX

其中，SIZLVL为网格划分时的总体单元尺寸等级，其值控制网格的疏密程度。可取如下值。

●N：智能单元尺寸等级，此时其他参数无效，值为1～10。

●STAT：列表输出SMRTSIZE设置状态。

●DEFA：恢复默认的SMRTSIZE设置。

●OFF：关闭智能网格划分。

FAC为用于计算默认网格尺寸缩放因子，默认设置为1；EXPND为网格扩展或收缩系数；TRANS为网格过渡系数；ANGL为曲线上低阶单元的最大跨角，默认为22.5°；ANGH为曲线上高阶单元的最大跨角，默认为30°；GRATIO为相邻性检查的允许增长率，取值范围为1.2～5.0；SMHLC为小孔的粗糙控制参数；SMANC为小角度的粗糙控制参数；MXITR为尺寸迭代的最大次数，默认为4；SPRX为相邻面细化控制参数。

VCLEAR，NV1，NV2，NINC！清除网格。

其中，NV1、NV2为将NV1～NV2的所有体作为清除对象；NINC为体编号的增量。

ACLEAR，NA1，NA2，NINC

其中，NV1、NV2为将从NV1到NV2的所有体作为清除对象；NINC为面编号的增量。

3）加载与求解。

D，NODE，Lab，VALUE，VALUE2，NEND，NINC，Lab2，Lab3，Lab4，Lab5，Lab6

其中，D用于为选中节点施加自由度约束；NODE为施加约束的节点号，可以使用ALL或组件名；Lab为自由度标识符，如ROTX、UX等，如使用ALL将约束所有效自由度；VALUE为自由度约束位移值或表型数组名称。

命令D可用于给定义某些节点一个初值，而不对其之后的行为产生影响。具体方法为：先用D命令定义某一自由度值，随后立即用DDELE命令将删除。

F，NODE，Lab，VALUE，VALUE2，NEND，NINC

其中，F用于为选定节点施加集中载荷；NODE为将要加载的节点编号，也可以使用ALL或组件名；Lab为集中载荷识符，如FY、MX等；VALUE为集中载荷值或表型数组名称。

SF，Nlist，Lab，VALUE，VALUE2

其中，SF用于对一系列节点施加面载荷；Nlist为节点列表，可以使用ALL或组件名，即加载的对象；Lab为面载荷标识符，如结构分析中的PRES；VALUE为面载荷值或表型数组名称；VALUE2为复数输入时面载荷的虚部值。

SFE，ELEM，LKEY，Lab，KVAL，VAL1，VAL2，VAL3，VAL4(www.xing528.com)

其中，SFE命令用于在单元上施加面载荷；ELEM为单元号，也可以使用ALL或组件名；LKEY为与面载荷相关的载荷控制参数，默认为1。详见具体单元帮助；Lab为面载荷标识符，结构分析中为PRES；KVAL为确定VAL1～4为实部或虚部；VAL1为第一个面载荷值或表型数组名称；VAL2～4为面上节点的其余面载荷值；

LDREAD，Lab，LSTEP，SBSTEP，TIME，KIMG，Fname，Ext，--

其中，LDREAD用于施加耦合场载荷，在多场耦合分析中非常常用；Lab为载荷标识符，可以取如下值。

●TEMP为来自热分析的温度值。

●PRES为来自FLOTRAN分析中的压力。

●REAC为来自任何分析中的支座反力。

LSTEP为将要读入的载荷步数，默认为1；SBSTEP为在LSTEP载荷步内的子步数，空或0表示最后一个子步；TIME为当LSTEP与SUBSTEP均为空时，将要读入的时间点；KIMG为当来自于谐分析的结果时，该项参数控制读入实部或虚部数据；Fname为目录及文件名。默认为当前工作目录下的工作文件名；Ext为文件扩展名，默认为RST。

4）^*GET命令。

^*GET命令用于检索一个值将并它存储为一个标量参数或数组参数的一部分。^*GET命令可以方便地提取数据，既可以用于后处理中，也可以用于前处理。

无论在建模、划分网格、加载求解还是求解完成的后处理中，能够熟练运用^*GET命令随心所欲地提取数据，标志着读者已经步入高阶ANSYS用户行列。

接下来将对^*GET命令进行详细介绍，其格式如下。

^*GET，Par，Entity，ENTNUM，Item1，IT1NUM，Item2，IT2NUM

其中，Par为^*GET命令所产生的参数的名称；Entity为实体名称，如NODE、LEM、KP、LINE、AREA、VOLU、PDS等；ENTNUM为实体的编号或标识符。0（或空白）代表所有实体；Item1为实体项目名称；IT1NUM为指定Item1的编号或标识符（如有）。一些Item1的标识符不需要IT1NUM的值；Item2、IT2NUM为第二组的项目标识符和编号，以进一步限定的项目要检索数据。大多数项目不需要这样的信息级别。

^*GET检索指定项目并存储为一个标量参数，或者作为用户命名数组中的一个值。项目由不同关键字、标识符和数字组合确定。除了该参数值从先前输入或计算结果中检索的，与^*SET命令用法类似。例如下列命令。

^*GET，A，ELEM，5，CENT，X！提取5号单元的重心X坐标值并作为参数A的值进行存储

除非单独说明，^*GET命令提取的坐标值总是基于当前激活的坐标系的。

如表7-8所示，Entity=ACTIVE，ENTNUM=0（or blank）所示，为当Entity=ACTIVE时，^*GET命令在前处理器中各参数的含义。

表7-8 Entity=ACTIVE，ENTNUM=0（or blank）

如表7-9所示，当Entity=AREA，ENTNUM=N（area number）时，在前处理器中^*GET命令的使用。

表7-9 Entity=AREA，ENTNUM=N（area number）

当Entity=AXIS，ENTNUM=0（or blank）时，^*GET命令的用法如表7-10所示。

表7-10 Entity=AXIS，ENTNUM=0（or blank）

当Entity=AXIS，ENTNUM=轴截面编号时，^*GET命令的用法如表7-11所示。

表7-11 Entity=AXIS，ENTNUM=轴截面编号

当Entity=CDSY，ENTNUM=坐标系号时，^*GET在前处理器中的使用如表7-12所示。

表7-12 Entity=CDSY，ENTNUM=坐标系号

当Entity=CE，ENTNUM=N（约束方程号）时，^*GET在前处理器中的使用如表7-13所示。

表7-13 Entity=CE，ENTNUM=N（约束方程号）

当Entity=CMPB，ENTNUM=N（复合梁截面编号）时，^*GET命令的使用如表7-14所示。

表7-14 Entity=CMPB，ENTNUM=N（复合梁截面编号）

当Entity=CP，ENTNUM=N（耦合节点集）时，^*GET命令的使用如表7-15所示。

表7-15 Entity=CP，ENTNUM=N（耦合节点集）

当Entity=CSEC，ENTNUM=0时，^*GET命令的使用如表7-16所示。

表7-16 Entity=CSEC，ENTNUM=0

当Entity=CSEC，ENTNUM=ID（接触面编号）时，^*GET命令的使用如表7-17所示。

表7-17 Entity=CSEC，ENTNUM=ID（接触面编号）

当Entity=EDCC，ENTNUM=N（接触实体编号，由EDCLIST获得）时，^*GET命令的使用如表7-18所示。

表7-18 Entity=EDCC，ENTNUM=N（接触实体编号，由EDCLIST获得）

当Entity=ELEM，ENTNUM=N（单元号）时，^*GET命令的使用如表7-19所示。

表7-19 Entity=ELEM，ENTNUM=N（单元号）

当Entity=ELEM，ENTNUM=0时，^*GET命令的使用如表7-20所示。

表7-20 Entity=ELEM，ENTNUM=0

当Entity=KP，ENTNUM=N（关键点号）时，^*GET命令的使用如表7-21所示。

表7-21 Entity=KP，ENTNUM=N（关键点号）

当Entity=KP，ENTNUM=0时，^*GET命令的使用如表7-22所示。

表7-22 Entity=KP，ENTNUM=0

当Entity=LINE，ENTNUM=N（线号）时，^*GET命令的用法如表7-23所示。

表7-23 Entity=LINE，ENTNUM=N（线号）

当Entity=LINE，ENTNUM=0（或空白）时，GET命令的用法如表7-24所示。

表7-24 Entity=LINE，ENTNUM=0（或空白）

当Entity=NODE，ENTNUM=N（节点号）时，^*GET命令的使用如表7-25所示。

表7-25 Entity=NODE，ENTNUM=N（节点号）

当Entity=NODE，ENTNUM=0（或空白）时，^*GET命令的使用如表7-26所示。

表7-26 Entity=NODE，ENTNUM=0（或空白）