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1、ANSYS 命令流、二次开发与HELP 文档之七 -函数编辑与加载设计发表时间： 2009-8-25 作者 : D&D_ANSYS-刘军涛来源 : e-works关键字 : ANSYS 命令流函数编辑加载设计ANSYS 程序中有专门的函数功能项，本篇即主要介绍该函数功能项的一些专用术语和应用技巧，在进行复杂载荷的加载和设计时，应用函数功能项是必不可少的，所以，对于一个分析工程师而言，学习这个工具的使用方法也是必要的。1、基本介绍 ANSYS 的参数菜单包含 Functions ，即函数功能项，它包含两个子菜单项： 1）函数编辑器： Utility MenuParametersFunctions
2、Define/Edit； 2）函数加载器： Utility MenuParametersFunctionsRead from file；对应于 ANSYS 函数编辑器，有几个专门的专用术语，需要首先了解和学习，它对理解函数编辑器的使用方法非常重要。主要包括： 1）Function: 函数，即一系列的方程联立在一起用于定义一个高级边界条件； 2）Primary Variable:基本变量，也叫独立变量，在求解过程中需要计算和使用的变量； 3）Regime: 状态控制，根据状态控制变量的设计空间或运算范围划分为多个部分，每个部分就就是一个状态控制区间。状态控制区间是根据状态控制变量的上限和下限进行
3、网格划分的，并且要求状态控制变量必须是连续变量，每个状态控制区间对应与一个独立方程用于定义函数关系； 4）Regime Variable: 状态控制变量，序列方程的定义变量，用于函数计算； 5）Equation Variable: 方程变量，在一个方程中用户采用的未知变量，当加载一个函数时会定义该变量的数值。函数编辑器可用于定义方程和控制条件爱你，使用一组基本变量、方程变量和数学函数去建立方程，可以建立单个方程或一个函数，其中函数是由一系列方程联立组成，每个方程对应于一个特定的状态控制区间，最终用作函数边界条件施加到分析模型中。函数编辑器的工作界面像一个计算器，包括7 个选项卡，分别是 Fun
4、ction（函数定义）、Regime1 （状态 1）、 Regime2 （状态控制 2） 、Regime3（状态控制 3）、Regime4 （状态控制 4）、Regime5 （状态控制 5）、Regime6 （状态控制 6）。函数编辑器工作界面如图1 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 图 1 函数加载器工作界面2、使用函数编辑器在利用函数编辑器定义一个函数时，可按照下面的步骤进行： 1）打开函数编辑器，选择菜
5、单路径： Utility MenuParametersFunctionsDefine/Edit； 2）选择函数类型：单个方程还是多值函数，如果选择后者，必须键入函数变量名，即状态控制变量，同时Regime6被激活； 3）选择角度单位：度还是弧度。但该选择仅仅决定方程如何被运算，而不会影响*AFUN （角度单位转换命令）的设置； 4）定义方程：利用基本变量、方程变量和按键定义单个方程表达式，或者定义最多 6 个不同值域的方程表达式（多值函数）。如果定义单个方程函数，直接跳到第 8 步并保存方程。如果定义多值函数，继续第5 步； 5）单击 Regime1选项卡，首先指定状态控制变量的取值空间，然后
6、定义该取值区间中对应的方程表达式。如果需要可以讲每个状态控制下的方程存储起来，在其他状态控制中重复使用； 6）同理，单击 Regime2选项卡和其他状态控制选项卡，完成与定义Regime1选项卡相同的操作。需要注意的是后续的状态控制变量的区间最小值等于前一个区间的最大值，所以只需制定当前区间的最大值； 7）输入一个注释描述函数（可选），选择菜单路径：Funtion EditorFileComments ，弹出添加函数注释信息对话框，输入注释信息，单击 OK ； 8）保存函数，选择菜单路径EditSave and type in a name，弹出对话框，输入函数存储文件名，且必须有.func扩
7、展名，单击 OK按钮即可。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 在函数保存并定义起来之后，可在一些ANSYS 分析中被引用，或者被有些有权使用文件的用户使用。当使用这些被存储起来的函数时，需要首先将他们加载到 ANSYS 程序环境中，并定义一系列方程变量值，以表参数名的形式给某个分析用，所用这些工作都能够用函数加载器完成，在下一节会介绍函数加载器的使用。3、使用函数加载器在使用 ANSYS 进行分析时，通常需要为方程变
8、量指定值、定义表参数名以及使用函数，因此需要把函数加载到系统中。函数加载器的使用方法按照如下步骤进行： 1）打开函数加载器，选择菜单路径Utility MenuParametersFunctionsRead from file弹出如图 2 所示的打开函数文件对话框，在系统中找到以保存好的函数文件，然后单击Open按钮；图 2 打开函数对话框 2）之后，弹出函数加载器对话框，在Table parameter name文本框中输入变量名（如 TAN_DATA），然后单击 OK按钮，当将这个函数作为表参数边界条件使用时，就用到该表名称（%tabname%）； 3）对话框下半部分是对应每个状态的函数表
9、达式和状态表，单击函数表， 即显示每个指定方程变量的数据输入区，如果需要使用材料IDs 变量的话，还可以看到 IDs 数据输入区，在输入区中输入相应值； 4）在每个定义的状态中重复以上过程，然后单击SAVE 按钮，直到位函数中所有变量提供赋值，才能将它保存为表格型矩阵参数。用函数加载器将函数保存为命名表格型矩阵参数，就可以把它当作表格型边界条件使用。在分析时使用表格型边界条件的详细情况可参见help 文档-Applying Loads Using TABLE Type部分。4、本篇总结本篇主要讲述了函数编辑器和函数加载器的相关使用方法和重要信息，通过使用这两个工具使得分析者在施加复杂载荷时游刃
10、有余，能够为分析带来意想不到的乐趣。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - ansys中可以用 *get 命令获取信息。如：*get,xx,node,i,loc,x 可以获取第i 个节点的x 坐标，即把第i 个节点的x 坐标赋给xx. 通过内嵌函数，我们可以很方便的实现上述过程：xx=nx(i) ， nx(i)就是ansys 的一个内嵌函数。下面我把 ansys所有的内嵌函数都列举出来供各位参考：1. distnd( i
11、,j) I,j 两点的距离2. node(x,y,z) 提取距离位置(x,y,z)最近的节点号3. kp(x,y,z) 提取距离位置(x,y,z)最近的关键点号4.基本函数 ：ABS(x) Absolute value of x. SIGN(x,y) Absolute value of x with sign of y. y=0 results in positive sign. EXP(x) Exponential of x (ex). LOG(x) Natural log of x (ln (x). LOG10(x) Common log of x (log10(x). SQRT(x) S
12、quare root of x. NINT(x) Nearest integer to x. MOD(x,y) Remainder of x/y. y=0 returns zero (0). RAND(x,y) Random number (uniform distribution) in the range x to y (x = lower bound, y = upper bound). GDIS(x,y) Random sample of a Gaussian (normal) distribution with mean x and standard deviation y. SIN
13、(x), COS(x), TAN(x) Sine, Cosine, and Tangent of x. x is in radians by default, but can be changed to degrees with *AFUN. SINH(x), COSH(x), TANH(x) Hyperbolic sine, Hyperbolic cosine, and Hyperbolic tangent of x. ASIN(x), ACOS(x), ATAN(x) Arcsine, Arccosine, and Arctangent of x. x must be between -1
14、.0 and +1.0 for ASIN and ACOS. Output is in radians by default, but can be changed to degrees with *AFUN. Range of output is -pi/2 to +pi/2 for ASIN and ATAN, and 0 to pi for ACOS. ATAN2(y,x) Arctangent of y/x with the sign of each component considered. Output is in radians by default, but can be ch
15、anged to degrees with *AFUN. Range of output is -pi to +pi. VALCHR (CPARM Numerical value of CPARM (if CPARM is non-numeric, returns 0.0). CHRVAL (PARM) Character value of numerical parameter PARM. Number of decimal places depends on magnitude. UPCASE CPARM Upper case equivalent of CPARM. LWCASE (CP
16、ARM) Lower case equivalent of CPARM. 5. kx(i)：表示关键点i 的 x 坐标值 ;同理： ky(i);kz(i) 6. nx(i)：表示节点i 的 x 坐标值 ;同理： ny(i);nz(i) 7. nsel(k)是节点 k 在就是 1，不在就是0 8. NDNEXT(N) .: Next higher node number above N in selected set (or zero if none found). 9. NELEM(ENUM,NPOS): returns the node number in position NPOS for
17、 element ENUM. Node number at position 1,2,. or 20 of elementN, where npos is 1,2,.20 10. UX(N), UY(N), UZ(N).：X, Y, or Z structural displacement or vector sum. 11. ROTX(N), ROTY(N), ROTZ(N)：X, Y, or Z structural rotation or vector sum 12. TEMP(N) .：Temperature 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
18、 - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 13. PRES(N).：Pressure 14. VX(N), VY(N), VZ(N).：X, Y, or Z fluid velocity or vector sum 15. ENKE(N) ：Turbulent kinetic energy (FLOTRAN). 16. ENDS(N). ：Turbulent energy dissipation (FLOTRAN). 17. CENTRX(N),CENTRY(N), and CENTRZ(N) a
19、lways retrieve the element centroid in global Cartesian coordinates, and are determined from the selected nodes on the elements. 18. ELADJ(N,face) ：Element number adjacent to face 1,2,.6.。Number assigned to the attribute Name, where Name = MAT, TYPE, REAL, ESYS, PSTAT, LIVE attribute. A zero is retu
20、rned if the element is unselected. If Name = PSTAT (valid for p-elements only), a 1 is returned if the element 19. ESEL(N). ：Select status of element N: -1 = unselected, 0 = undefined 20. ELNEXT(N) ：Next higher element number above N in selected set (or zero if none found). 21. KSEL(N) .：Select stat
21、us of keypoint N: -1 = unselected, 0 = undefined, 1 = selected. 22. KPNEXT(N). ：Next higher keypoint number above N in selected set (or zero if none found). 23. LSEL(N). ：Select status of line N: -1=unselected, 0=undefined, 1=selected. 24. LSNEXT(N) ：Next higher line number above N in the selected s
22、et (or zero if none found). 25. LX(n,lfrac) ：return the X coordinate location of line N at the length fraction lfrac (0.0 to 1.0).同理， LY(n,lfrac);LZ(n,lfrac) 26. LSX(L,LFRAC) X slope of line L at length fraction LFRAC (0.0 to 1.0). LSY(L,LFRAC) Y slope of line L at length fraction LFRAC (0.0 to 1.0)
23、. LSZ(L,LFRAC) Z slope of line L at length fraction LFRAC (0.0 to 1.0). 27. ASEL(N). ：Select status of area N: -1=unselected, 0=undefined, 1=selected. 28. VSEL(N) .：Select status of volume N: -1=unselected, 0=undefined, 1=selected. 29. VLNEXT(N).：Next higher volume number above N in selected set (or
24、 zero if none found). 30.距离函数 ：DISTND(N1,N2) Distance between nodes N1 and N2. DISTKP(K1,K2) Distance between keypoints K1 and K2. DISTEN(E,N) Distance between the centroid of element E and node N. Centroid is determined from the selected nodes on the element. 31.角度函数(缺省单位为弧度，单位变换用*AFUN 命令 ) ANGLEN(
25、N1,N2,N3) Subtended angle between two lines (defined by three nodes where N1 is the vertex node). Default is in radians. ANGLEK(K1,K2,K3) Subtended angle between two lines (defined by three keypoints where K1 is the vertex keypoint). Default is in radians. 32.最近实体函数NNEAR(N) Selected node nearest nod
26、e N. KNEAR(K) Selected keypoint nearest keypoint K. ENEARN(N) Selected element nearest node N. The element position is calculated from the selected nodes 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - 33.面积函数AREAND(N1,N2,N3) Area of the tr
27、iangle with vertices at nodes N1, N2, and N3. AREAKP(K1,K2,K3) Area of the triangle with vertices at keypoints K1, K2, and K3. ARNODE(N) Area at node N apportioned from selected elements attached to node N. For 2-D planar solids, returns edge area associated with the node. For axisymmetric solids, r
28、eturns edge surface area associated with the node. For 3-D volumetric solids, returns face area associated with the node. 34.法向函数：NORMNX(N1,N2,N3) X-direction cosine of the normal to the plane containing nodes N1, N2, and N3. NORMNY(N1,N2,N3) Y-direction cosine of the normal to the plane containing
29、nodes N1, N2, and N3. NORMNZ(N1,N2,N3) Z-direction cosine of the normal to the plane containing nodes N1, N2, and N3. NORMKX(K1,K2,K3) X-direction cosine of the normal to the plane containing keypoints K1, K2, and K3. NORMKY(K1,K2,K3) Y-direction cosine of the normal to the plane containing keypoint
30、s K1, K2, and K3. NORMKZ(K1,K2,K3) Z-direction cosine of the normal to the plane containing keypoints K1, K2, and K3. 35.相邻实体函数ENEXTN(N,LOC) Element connected to node N. LOC is the position in the resulting list when many elements share the node. A zero is returned at the end of the list. NELEM(E,NP
31、OS) Node number in position NPOS (1-20) of element E. 36.面函数ELADJ(E,FACE) Element adjacent to a face (FACE) of element E. The face number is the same as the surface load key number. Only elements of the same dimensionality and shape are considered. A -1 is returned if more than one is adjacent. NDFA
32、CE(E,FACE,LOC) Node in position LOC of a face number FACE of element E. The face number is the same as the surface load key number. LOC is the nodal position on the face (for an IJLK face, LOC=1 is at node I, 2 is at node J, etc.) NMFACE(E) Face number of element E containing the selected nodes. The
33、 face number output is the surface load key. If multiple load keys occur on a face (such as for line and area elements) the lowest load key for that face is output. ARFACE(E) For 2-D planar solids and 3-D volumetric solids, returns the area of the face of element E containing the selected nodes. For axisymmetric elements, the area is the full (360 degree) area. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -