深挖APDL传奇功能，给仿真工程师一个“反悔”的选择

仿真圈

2年前浏览2631

关注

导读：大家好！我是金博士（高级工程师），在有限元分析领域学习和工作有15年了。长期致力于工程结构、热力耦合、机械、水工、岩土、非线性接触等有限元数模方面的计算。

曾主持过采矿液压支架顶梁的结构分析与优化、斜齿轮接触应力分析、压力容器错边应力分析、椭球热源的板材焊接的热力耦合模拟、高斯热源的板材焊接的热力耦合模拟、塔架结构的优化计算与设计、考虑点焊效应的汽车门框拉弯模拟、基于混凝土分离式模型的钢筋粘结滑移计算、拱坝坝肩稳定分析、移动荷载下考虑不平整度影响的的车桥耦合计算等，并提供相关的数模报告。

即日起，受仿真秀平台的邀约，正式入驻仿真秀科普作者（培训讲师），希望在这里分享这些年来我积累下来的APDL行业经验和专业技能，希望能够给“后浪”们的成长和发展有些许帮助。

一、写在前面

我为什么推荐大家使用APDL?

众所周知自ANSYS 7.0开始，ANSYS公司推出了ANSYS经典版（Mechanical APDL）和ANSYS Workbench版两个版本，而笔者最为青睐的还是APDL。

主要是因为APDL编写的计算文件可以方便地利用txt文件存储，在计算调试时可以很方便的实现段落化的语句移植，文件的容量一般也远远小于结果文件（如DB文件）。特别是语句中提供的注释功能，也方便了后来者解读前期写好的APDL程序。除了因为版本升级引起的单元变化，APDL编写的程序几乎不受软件版本升级的困扰。

同时APDL最为传奇的功能是给了你一个“反悔”的选择—命令流的读入。特别是体模型的布尔运算不成功时！

二、ANSYS中的APDL是什么

APDL的全称是ANSYS Parametric Design Language，也被叫做ANSYS参数化设计语言。APDL不仅是优化设计和自适应网格划分等ANSYS经典特性的实现基础，也为日常分析提供了便利。

三、为什么要使用APDL

可用来完成一些通用性强的任务，也可以用于建立一些个性化的复杂模型，不仅是优化设计和自适应网格划分等ANSYS经典特性的实现基础，也为日常分析提供了便利。

1、参数化的流程分析

有限元分析的标准过程包括：建立模型、设置边界、施加载荷、启动求解和结果后处理，假如求解结果表明有必要修改设计，那么就必须改变模型的几何结构或载荷并重复上述步骤。特别是当模型较复杂或修改较多时，这个过程可能很昂贵和浪费时间。APDL的运用主要体现在用户可以利用程序设计语言将ANSYS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。

参数的建模实例

APDL用建立智能分析的手段为用户提供了自动完成循环的功能，也就是说，程序的输入可设定为根据指定的函数、变量及选出的分析标准作决定。它允许复杂的数据输入，使用户对任何设计或分析属性有控制权，例如，几何尺寸、材料、边界条件和网格密度等，扩展了传统有限元分析范围以外的能力，并扩充了更高级运算包括灵敏度研究、零件参数化建模、设计修改及设计优化。为用户控制任何复杂计算的过程提供了极大的方便。

2、智能化的控制权属

循环和选择代码如下

四、APDL语言的本质

它实质上由类似于FORTRAN77的程序设计语言部分和1000多条ANSYS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ANSYS命令的功能上讲，它们分别对应ANSYS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一系列指令。

宏是具有某种特殊功能的命令组合，实质上是参数化的用户小程序，可以当作ANSYS的命令处理，可以有输入参数或没有输入参数。

缩写是某条命令或宏的替代名称，它与被替代命令或宏存在一一对应的关系，在ANSYS中二者是完全等同的，但缩写更符合用户习惯，更易于记忆，减少敲击键盘的次数。ANSYS经典截面工具条就是一个很好的缩写例子。

五、APDL的特色应用

1、工程结构的优化

梁截面的型式、移动荷载。

计算实例

模拟岩土体的开挖、焊接热力耦合计算。

2、生死单元

3、复杂模型

车桥耦合计算、拱坝的温度应力、钢砼梁的分离式模型（考虑钢筋锈蚀影响）。

来源：仿真秀App