workbench APDL的案例
【3月28-31日 北京】ANSYS Workbench/APDL應用技巧與工程實例分析高級培訓
為讓廣大分析人員學習和掌握ANSYS強大的建模和仿真分析技術，弄清ANSYS workbench/APDL的計算原理和操作技巧，特舉辦《ANSYS Workbench/APDL應用技巧與工程實例分析》培訓。通過大量的理論和實例講解，使得學員可以在較短時間內掌握ANSYS workbench的建模網格劃分與計算后處理技巧，結構強度與剛度評價技術、子模型技術、各種非線性（材料、幾何、接觸、屈曲非線性及多重非線性）計算方法與結構穩定性評價技術和結構動力計算與動強度評估技巧，掌握Ansys workbench破解應力奇異與應力集中問題、網格奇異與網格再生問題、計算不收斂問題、計算結果評價問題等關鍵數值計算疑難問題的技巧，并為大型復雜實際工程的計算仿真提供有效、可靠的數值解決方案和技術支撐。 詳情請參見第四部分“內容大綱”。
時間地點
時間：2019年3月28日-3月31日（第一天報到，授課3天）
地點：北京
主講專家
該課程講師，副教授，博士畢業于哈爾濱工業大學工程力學專業，擅長工程數值分析，14年仿真分析經驗；仿真領域涉及結構靜、動力計算，結構疲勞、損傷與斷裂，計算流體力學，流固耦合及多物理場耦合數值模擬，轉子及多體動力學，工程傳熱與熱應力計算，爆炸與沖擊力學，ansys二次開發等。發表學術論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇，申請發明專利2項。培訓70多場次，學員上千人。
內容大綱
報名費用
標準費用：3980元/人，食宿可統一安排，費用自理。
展開 ANSYS workbench/APDL/LSDYNA的圖書
我們現有關于ANSYS workbench/APDL/LSDYNA的圖書選題，誠找作者合作。要求作者具有一定的實戰經驗和寫作資源，有一定的業余時間、能夠保證寫作進度。
聯系方式：haohong99@163.com、478057587（QQ）。 作者可在回信中留下QQ等聯系方式，以方便進一步商談合作與稿費事宜。確保作者封面署名。
Workbench這么強大，我們為什么還要學習ANSYS APDL？
還有那復古的界面，槽點太多實在不知道該從何吐起，ANSYS是早已放棄治療APDL的界面了。整一個win95年代過來的活化石。讓我回憶起了我上幼兒園時候家里電腦的操作系統。
（不是，就這種紋理背景，在今天這種功能為什么還要存在啊？！）
從界面，到渲染，真的是全方位的活化石。你再看看人家Comsol！大家曾經都是丑過的，為啥人家現在畫云圖還能帶高光，你的模型卻連旋轉一下都卡得不行，還調用不了GPU呢。
Comsol3.x版本的界面，也是丑過的。大概用了win2000那個年代的圖標風格和控件。
再看今天Comsol軟件的界面，不僅全面深度擁抱Ribbon，而且還把中文翻譯細致到了求解器日志。其后處理云圖默認平滑顯示，還帶有漂亮的高光。
ANSYS Workbench與APDL
這也是一個老生常談的話題了。毫無疑問ANSYS Workbench相比APDL在UI設計上先進了好幾個時代。但是ANSYS把Workbench下的很多分析項目做成了APDL求解器的套殼，這從一開始就決定了，Workbench界面下的Mechanical應用不可能發揮出APDL求解器的十成功力。Workbench下面的Mechanical Application，不僅可以為APDL求解器做前處理，同時也能為包括LS-Dyna在內的很多其他求解器做前處理和提交計算任務。
但其實Workbench也不像Hypermesh那樣把自己當成一個忠實的前處理器。它和它的求解器還是有很深度的融合。今天許多初學者 甚至使用Workbench幾年的人如果不去深究的話可能都不會意識到Workbench是在后臺調用了ANSYS APDL的求解器。
展開 如何在Workbench中利用APDL加載
另外再補充一個知識：Workbench界面的所有操作完成后，都會輸出一個dat文件，該文件是記錄所有操作的APDL命令流，插入的APDL也隨著輸出在這個命令流文件中，最終調用APDL求解器計算。
另外，插入的APDL可以選擇哪個環境下運行，默認的是Mechnical APDL。
圖6
也談談APDL與Workbench之爭
ANSYS論壇或QQ群里經常會有人討論ANSYS經典APDL和Workbench哪個好，應該學哪個等相關問題。大多數人都是挺Workbench，貶低甚至詆毀APDL，說APDL已經不更新了，被淘汰了，還有更難聽的說“現在還用APDL是腦子進shi了”。作為一個用了十幾年APDL的老鳥，心里還挺不是滋味的，在此也發表點個人意見吧！
一、是選“蘋果”還是“華為”嗎？
手機用“蘋果”還是“華為”？大多數人只用一個手機，只能選“華為”或者“蘋果”其中之一。APDL與Workbench也是這樣的關系嗎？明顯不是。軟件只是一個工具，工具不止一個。可以針對不同的問題選擇不同的工具，也可以兩個都用啊！APDL與Workbench聯合仿真早都不是什么新鮮玩意了，是解決稍微復雜一些的問題常規操作了。而且APDL與Workbench求解器明明是一樣的，底層邏輯都是一樣的，只是操作界面不同而已。
二、“中國”和“上海”哪個厲害？
有些人提出Workbench有3D建模軟件、流體計算、聲學計算等多種軟件，APDL經典界面就不行，尤其建模特垃圾。我想說這就像在說“中國”比“上海”厲害多了。Workbench是一個協同仿真的平臺，里面包含了SpaceClaim、Fluent、LS-Dyna等多款軟件，也可以說包括了ANSYS經典APDL。如果說APDL與Workbench的問題實際上是Workbench中的結構分析、熱分析等模塊與經典APDL界面對應模塊的長短之爭，那這個討論才是有些意義的。
三、我為什么還在用APDL？
首先，我有大量的APDL代碼儲備。有師傅留下的、自己編的、書籍上的、網絡搜集的等等。
展開 3月26-28日 線上+西安 | Workbench結構強度、剛度計算、穩定性分析與優化設計
：復雜裝配體的網格劃分技巧
載荷與位移約束詳解
1、重力加速度載荷
2、標準地球重力載荷
3、旋轉速度載荷
4、壓力
5、靜水壓力
6、集中力
7、遠端力
8、軸承載荷
9、螺栓預緊載荷
10、力矩
11、線性壓力
12、熱條件載荷
13、運動副載荷
14、固定約束條件
15、普通位移約束
16、遠端位移約束
17、圓柱支撐條件
18、彈性支撐條件
實例分析-1：支架強度與剛度計算
后處理技術與
強度、剛度評價理論
1、變形與剛度
2、應變評價方法
3、應力評價方法
4、應力工具與強度評估理論
5、計算結果誤差估計
6、自適應求解
7、探測器后處理技術
8、計算精度的判定
工程實例-1：制動輪強度、剛度計算與對稱結構計算技巧
ANSYS Workbench與APDL命令流聯合仿真計算技術
1、APDL簡介
2、ANSYS Workbench中APDL命令流的格式
3、APDL在WB中的使用方法與技巧
4、ANSYS Workbench轉化為APDL命令流的方法
5、ANSYS Workbench與APDL聯合仿真的實現方法與設置技巧
工程實例-1：基于Workbench與APDL聯合仿真的鋼筋混凝土結構受力與開裂分析
應力集中與應力奇異
1、應力集中與應力奇異的概念
2、應力集中系數的定義
3、降低應力集中的方法
4、應力奇異產生的原因
5、應力奇異的消除方法
實例分析-1：應力集中分析實例—開孔方板受力分析
實例分析-2：應力奇異分析實例—斗型零件受力分析
子模型技術與
網格無關性
展開 Workbench分析過程中插入APDL
在MAPDL下插入APDL
打開一個Static Structure的Model，幾何模型自動導入進來，設置網格劃分屬性，進行網格劃分。
APDL只能在求解處理器和后處理處理器中插入，而前處理（建模和劃分網格）不可以，因為腳本語言不一樣。
為了方便寫APDL，通過Workbench的Name Selection 建立左端面和右端面的組件Sec1和Sec2.
在Static Structural 下插入Commands（APDL），點擊窗口出現如圖4所示的界面，可以在里面輸入APDL命令。
圖3
圖4 APDL窗口
在左端面施加全約束，右端面施加壓力載荷1.
直接施加在兩個組件上，這里有個問題，通過Workbench建立的組件在APDL里面調用時，是屬于體（面）、單元還是節點，因為不同的對象施加的APDL命令不同，為弄清這個問題，先采用面加載的方式。
關鍵命令如下：
Cmsel,s,Sec1
Da,all,all
Alls,all
Cmsel,s,Sec2
Sfa,all,,pres,1
這樣插入后，最終求解得到結果如下：
圖5
很明顯不對，于是改用施加在節點組件的方式插入APDL：
關鍵命令為：
Cmsel,s,Sec1
D,all,all
Alls,all
Cmsel,s,Sec2
Sf,all,pres,1
最終求解的結果：
圖6
通過對比表面，通過Workbench建立的組件Name Selection可以看做單元組件（Elements Component），在APDL里面應用，加載沒有加載單元上而是施加在單元節點上。
在后處理器中插入APDL同樣。
展開 Workbench19.0 導入APDL文件
在workbench mechanical APDL 模塊，不能導入.inp文件編寫的命令流，視頻培訓課件卻能實現，請問是什么原因？
結構優化設計分析系列（三）：APDL在Workbench中的優化設計 ￥9
設計向量定義為：
其中：
b = 柱體橫截面寬度
d = 柱體橫截面深度
輸入參數：寬度和高度；
響應參數：質量、固有頻率、直接應力、屈曲應力
1.4 理論分析
最小化（柱子的質量）：
最大化（水箱橫向振動的固有頻率）：
約束條件：
計算得到各參數最優解：
b = 0.36102 m
d = 1.3181 m
M = (minimum) = 21890 kg
W = (maximum) = 0.87834 rad/sec
Direct stress = 2.0386e7 Pa
Buckling stress = 6.1526e6 Pa
1.5 ANSYS分析
在Ansys Workbench中導入APDL文件，并新建優化設計分析如下圖示：
在Mechanical APDL中的Analysis將APDL的參數定義好是輸入參數還是輸出參數，并參數化：
返回Ansys Workbench界面，雙擊打開Design of Experiments，設置輸入參數的限制范圍：P1-X1為0.36~0.44，P2-X2為1.08~1.32；隨后點擊左上角的Preview，查看優化設計點，沒問題便可點擊Update更新各設計點數據。
完成Update后，返回ansys workbench界面，在Project處雙擊Response Surface進入響應點界面查看結果。點擊response，默認查看輸入參數與輸出參數的2D結果，在Axes處可分別設置不同的輸入參數及輸出參數，查看各個參數之間的關系；也可以在Mode那設置成查看3D結果。同理，也可以查看局部敏感性柱狀圖，局部敏感性曲線以及蜘蛛網圖。
展開 基于workbench APDL的單元彈性模量的更改_workbench2021R1 ￥20
在workbench里劃分 網格后的模型對其中的單元修改彈性模量的方法
彈性模量基于高斯分布
幾何模型
部分修改命令流
結果查看
附件里workbench 模型文件
Workbench的APDL Command減少rst文件大小 ￥4.9
workbench setting 或者 APDL的outres（配合name selection 或者CM命令）。
本案例做了以下模型（簡單足夠的模型），固定底面，頂面施加壓力。此模型僅僅用來說明如何去理解我們需要什么樣的結果，以及如何設置。
圖一 壓縮模型
二 分析過程
按照背景介紹的三步走。
Workbench與APDL聯合仿真時應該注意哪些事項？
WB的工作文件夾是支持中文路徑的，然而APDL是不支持的，在聯合仿真時，建議大家設置英文路徑，因為如果需要實時打開APDL查看命令流運行效果，必須為英文路徑，否則會發生無法識別的錯誤。
5、APDL和WB整體模型的互導方法
關于這一塊，很多文章都寫了方法，本公眾號也不例外，詳情請看下面這篇早期推文。
APDL模型和Workbench模型如何互導
6、APDL模型導入WB中，出現如下錯誤咋辦？
上述錯誤的原因在于WB在讀取模型之前，首先會檢查模型文件的格式，如果輸入的文件格式有問題，則會出現上面的錯誤。不管是用HM還是經典生成的CDB文件，如果出現了上述錯誤，可先設置忽略文件格式問題，繼續讀入，然后在去WB檢查模型參數等，看是否缺斤少兩。設置如下，將Check Valid Blocked CDB File復選框去掉即可。
7、APDL模型導入WB中為何有的單元沒有了？
WB目前只支持新單元的導入，部分老舊單元不予支持，同時也不支持部分單元實常數的導入，例如Link10，很多時候我們用于單向受拉的模擬，然而WB不支持Link10的導入，也即導入后一片空白，出現單元消失的情況。
解決方法：將舊單元換為新單元導入，例如Link10可換為Link180或者Cable280, Beam4可換為Beam188，Solid45可換為Solid185等。
8、WB可插入APDL的位置有哪些？
WB的結構樹可分為前處理，求解設置與后處理，一般來講，三個部位均可插入命令流，前處理只可在單元屬性下面插入命令流，如下截圖所示，不可在非屬性定義部位插入，例如這里的Materials\Cross Sections等模塊不可插入。
9、WB插入的命令流運行順序是咋樣的？
展開 Ansys Workbench常用的APDL Command
一 前處理
! 定義接觸的name selection，插入command在contact里
ml_pair=cid
ml_pair_1=cid
！選擇有 name selection 的單元或節點
cmsel,s,xx,element !選擇NS為xx的包含的element
nsel
esel !選擇包含接觸的所有單元
esel, inve !反向選擇
！生死單元
esel !選擇單元
nropt, full !Newton-Raphson full, 多子步Ekill 必須要設置
ekill,all
! 輸出cdb文件
/prep7
cdwirte,db,file,cdb
/solu
二 求解設置
！設置迭代次數，默認最大迭代次數為26
NEQIT,40 !設置最大迭代次數為40
！非線性仿真，調整step內最大允許塑性應變,default是15%,調成100%
！cutback control，感覺是控制bisection，盡量不少切分太多時間步
Cutcontrol, plslimit,1
三 后處理
展開 ANSYS WORKBENCH-多載荷步的例子-APDL
本問題可以直接在wb中用多載荷步來求解，這里說明如何使用插入APDL命令的方式實現。
【求解過程】
1. 打開ANSYS WORKBENCH14.5
2.創建結構靜力學分析系統。
3.創建幾何體。
雙擊geometry單元格，進入DM,選擇mm單位。
創建長方體。
其尺寸設置是
退出DM.
4.劃分網格。
雙擊MODEL,進入到MECHANICAL中，按照默認方式劃分網格。
5.固定左端面。
6.添加APDL命令以分步加載。
下面使用APDL命令進行分步加載。
由于該命令最后要傳遞到經典界面中計算，而經典界面沒有單位。為保持統一性，都用毫米單位。
（1）設置單位
（2）創建命名集。
由于在命令中要引用頂面這個面，為了能夠正確引用，先需要給它一個名稱，這需要使用命名集來完成。
選擇上述頂面，創建命名集。在彈出的對話框中設置名字：topface
則樹形大綱中出現了該命名集。
有了命名集，在后面就可以使用該名字了。
（3）插入APDL命令。
在數形大綱中先選擇A5，再從工具欄中選擇命令按鈕
則圖形窗口變成了一個文本編輯器，此處可以輸入命令。
該文本窗口內說了很多話，主要內容包含兩點：
第一，這些命令會在SOLVE命令剛執行前執行。
第二，注意這里用的單位是mm.
現在我們向該文本窗口輸入下列命令。
這段ADPL命令流的含義是：
首先退出前面的某個處理器(finish)
然后進入到求解器中（/solve），在1,2,3,個時間步，依次在頂面上施加1,2,3mpa的載荷(sf)，并將該載荷步寫入到載荷步文件中（lswrite）,然后先后求解這三個載荷步（lssolve）。
展開 利用APDL在workbench中實現液壓滲透載荷 ￥10
一 液壓滲透載荷Fluid-Pressure-Penetration
主要用于氣液密封中，模擬隨著接觸狀態改變，氣液壓力對結構的作用力變化。氣液密封的時候，密封性能取決于密封圈的接觸壓力。即當施加氣液壓力越來越大時，接觸壓力不足以抵抗，接觸狀態和氣液壓分布均會改變，
在ANSYS中ramped施加壓力載荷，ANSYS通過SFE命令（SFE, ELEM, LKEY, Lab, KVAL, VAL1, VAL2, VAL3, VAL4），將氣液壓力施加在接觸單元上，可以模擬這一過程。
當施加壓力大于接觸壓力時，接觸狀態打開，打開部分受力為氣液壓力。
當施加壓力小于接觸壓力時，接觸狀態仍為接觸，接觸壓力保持不變，氣液壓力載荷為0。
施加過程：選取接觸單元。輸入命令
sfe,all,1,pres, ,5 !設定接觸單元上施加5的壓力
二 定義液壓滲透載荷的起點
液壓滲透載荷按加載路徑擴展。在迭代開始時，程序會自動尋找起始點，結合實際的接觸狀態確定液壓加載點。從起始點施加載荷，一直到實際接觸部分。而液壓滲透載荷不能越過接觸部分，到另一端，模擬密封情況。
有時候得手動定義加載起始點。
sfe,all,2,pres,,-1 !選中所有接觸單元，-1表示刪除其默認起點
sfe,all,2,pres,,1 !選中起點附近的接觸單元，1表示定義起點。
三 兩個控制收斂的措施
此類分析涉及接觸非線性，材料非線性，需要控制收斂，在不收斂時可以嘗試下述兩個方法，
1． 牛頓非對稱選項
(NROPT,UNSYM): 每一次迭代都更新剛度矩陣，有利于收斂，而且是使用非對陣剛度矩陣。可用于以下場合。
A 壓潰分析。
B 非對稱材料，就是用TB命令定義的材料。
C 接觸分析，非對稱的剛度矩陣能夠擬合切向法向剛度。
非對稱Newton-Raphson
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