ANSYS是世界上著名的大型有限元分析软件。但作为通用软件，我们直接接触到的只是一些基础的、通用的功能，不免在某些专业领域中有所欠缺。例如，该软件对于桥梁中的一些问题还不能直接求解。因此，需要我们运用这些基本功能进行一次开发，使ANSYS的潜能充分发挥出来。 1 ANSYS的二次开发平台
ANSYS向用户提供了一个强大的二次开发平台。通过这个平台，用户就可以ANSYS原有强大的计算功能为基础，延伸出各行业工程设计中必需的或常用的功能，开发出适用于各个相关行业的ANSYS配套计算软件。
ANSYS提供参数设计语言APDL(ANSYS Parametric Design Language是一种解释性语言，可以通过参数来建立模型，从而可以自动完成一些通用性强的任务，也可以根据参数建立模型。此外，APDL还包括其他许多特性，如重复某条命令、宏、条件语句、Do循环以及标量、矢量和矩阵运算，文件的读写，定制用户化图形交互界面等。可将程序操作中常遇到的一些命令的命令流编制成宏文件。宏文件既可以在ANSYS命令行执行，也可以将其与屏幕按钮关联，从而使得一系列的操作可以一步快速完成。宏中除了可以填写ANSYS命令外，还可以调用GUI函数，给变量赋值以及调用另一个宏。因此，宏的灵活运用会给用户在处理复杂问题时提供极大的方便。
ANSYS的二次开发平台还包括ANSYS的用户界面设计语言(UIDL)和ANSYS的用户可编程特性(UPFS)。山于篇幅所限，木文暂不展开讨论。 2 参数化设计的概念
工程设计的参数化设计与设计优化是密不可分的，参数化建模的最终目的就是为了设计优化得以进行。设计优化是一种寻求最优方案的设计技术。最优的方案是最有效率的方案，可以满足所有设计的要求，而且所需要的支出(如重量、而积、体积、应力、内力、位移或费用等)最小。
ANSYS优化设计的基本概念
1)设计变量v(或设计参数)ANSYS的设计变量为自变量(如结构的尺寸、初始应变等)。通过设计变量的数字变化来实现结果的优化，设计变量的上下限决定了设计变量的变化范围。每次优化设计可定义多个设计变量，但建议不要过多，以免导致程序运算困难而难以收敛。ANSYS最多可以定义60个设计变量。
2)状态变量W(或状态参数)。状态变量是设计变量的函数。通过定义状态变量可以实现状态变量对设计的约束。程序运行结果得到的内力、应力、位移等都可以采撷下来赋子状态变量，作为整个优化设计的条件(或约束)。每次优化设计可定义多个状态变量，但也建议不要定义过多。
3)目标变量f(V)或(目标参数)目标变量也是设计变量的函数，是设计者希望其最终值尽量小的变量。程序运行结果得到的内力、应力、位移、变形能等都可以作为设计的优化目标。目标变量只能定义一个。
以上3个变量是优化设计必须同时具备的，可用一种典型的数学表达式为：
 AND(min f(V)) 3 桥梁中常见的设计优化问题
通常桥梁设计首先要进行方案比选和方案优化。在方案比选和优化中常常涉及到众多的可变因素，如:拱桥的单元截面尺寸、吊杆的初始应变、跨径、矢跨比、拱肋的倾角、材料的选用;斜拉桥的单元截面尺寸、拉索的初始应变、跨径、桥塔高度、桥塔的倾角、辅助墩的数量和布置;悬索桥单元截面尺寸、主缆初始应变、主缆的矢跨比、跨径。以上可变因素都可以在参数化建模时定义为设计变量(必须先赋一个初始值)。对于一些工程中己经确定或难以更改的因素(如跨径)以及根据设计者的经验容易确定的因素(如矢跨比)也可不被定义为设计变量，这样做是为了减少设计变量的个数，提高程序运行效率。
在第一次运行结束后，进入后处理可以得到结构的计算结果，如:内力、应力、索的轴力、位移、支反力、变形能。这些结果值，都是设计变量的函数，设计者可以根据自己的需要将其赋给状态变量或者目标变量。例如:
*GET,moment316,ELEM,316,ETAB,SMIS5(将316号单元的I端弯矩值赋给变量moment316)
*GET,disp745,NODE,745,U,Y(将节点745的Y句位移赋给变量disp745)
|
