ANSYS中使用Python实现高效结构仿真
本文摘要（由AI生成）：
本文介绍了在ANSYS中实现结构仿真自动化的方法，通过使用Python脚本，可以完成从创建分析流程、定义材料属性、SCDM脚本建模、Mechanical前处理、Mechanical后处理等全流程的自动化。在开始之前，需要了解Workbench、SCDM和Mechanical脚本开发的相关知识。通过Workbench的脚本录制功能，可以记录包括分析系统创建、材料属性定义、各模块打开退出操作和DX优化设置过程。几何建模需要在SCDM中完成，网格划分、载荷加载及求解后处理在Mechanical中完成，这两个模块中的操作，Workbench是无法录制操作的，需要我们在对应模块中开发脚本。最后，按照以上几个步骤操作，将上述代码整合到一起，我们就完成了结构仿真全流程自动化脚本开发。
说到ANSYS中结构仿真自动化，大家首先想到就是APDL参数化语言，但是由于难入门、复杂难懂，相比ABAQUS中的Python开发，对于新手来说学习成本高、周期长。
图2 分析流程及框架
在开始之前，我们需要了解Workbench、SCDM和Mechanical脚本开发相关的知识，如下：
SCDM脚本开发：《SCDM二次开发快速入门|应用 技巧》
Mechanical脚本开发：《轻松上手Mechanical脚本自动化》
Workbench脚本开发：《基于Python的Workbench开发指南 案例解析》
Workbench仿真流程集成：《Workbench开发指南：仿真流程集成》
1、创建分析流程
打开Workbench界面，通过点击File-->Scripting-->Record Journal，开始录制脚本；
创建Static Structural分析系统，系统中包含结构分析中的所有流程，简化后代码如下：
2、定义材料属性
点击Engineering Data创建Steel材料，密度：7500kg/m3，杨氏模：209.0E3，泊松比：0.3。
上述操作的脚本可以被记录下来，通过对原始脚本代码修改，可以得到如下代码：
3、SCDM脚本建模
Workbench中双击Geometry，打开SCDM软件，按照图1中尺寸参数进行脚本建模，并对相应的压力和约束加载面创建边界命名，后续用于Mechanical中载荷加载。
图4 几何建模代码
建模完成后，关闭SCDM软件，Workbench只会记录打开和关闭的操作，需要通过SendCommand命令传递脚本建模代码，如下：
4、Mechanical前处理
指定材料属性、设置网格尺寸，通过Named Selections的名称来指定固定约束和压力载荷加载的位置，对应的代码和注释如下：
图5 Mechanical设置代码
5、Mechanical后处理
添加Mises等效应力后处理，然后调整视角，输出后处理云图，代码如下：
后处理完成后，关闭Mechanical软件，然后保存项目；Workbench只会记录打开和关闭的操作，需要通过SendCommand命令传递执行代码，如下：
按照以上几个步骤操作，最后将上述代码整合到一起，我们就完成了结构仿真全流程自动化脚本开发。基于自动化脚本，后续我们更改脚本中相应参数，就能快速重复仿真流程，实现高效的结构仿真自动化。
案例源代码下载方式：见附件
后记：基于开发自动化脚本，能很方便通过ACT插件或者仿真模板方式，对整个仿真流程进行封装固化，形成专业定制化的仿真工具，提升仿真工作的效率。
