ANSYS的二次开发简介

标准ANSYS程序是一个功能强大、通用性好的有限元分析程序，同时它还具有良好的开放性，用户可以根据自身的需要在标准ANSYS版本上进行功能扩充和系统集成，生成具有行业分析特点和符合用户需要的用户版本的ANSYS程序。 http://www.chinabea.com/

开发功能包括四个组成部分： 中国建筑环境声学网

参数化程序设计语言（APDL）
用户界面设计语言（UIDL）
用户程序特性（UPFs）
ANSYS数据接口

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参数化程序设计语言（APDL）

APDL的全称是ANSYS Parametric Design Language，是一种参数化设计语言。可用来完成一些通用性强的任务，也可以用于根据来建立模型，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。有限元分析的标准过程包括：定义模型及其载荷、求解和解释结果，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用建立智能分析的手段为用户了自动完成上述循环的功能，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。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指令。

ANSYS工具条就是一个很好的缩写例子。 给13亿中国人们更多听觉关怀！！

用户界面设计语言（UIDL） 中国建筑环境声学网

UIDL的全名是User Interface Design Language，是ANSYS中二次开发工具方面的三大金刚之一。GUI方面几乎全部的二次开发功能都将由它运筹帷幄。 http://www.chinabea.com/

标准ANSYS交互图形界面可以驱动ANSYS命令，提供命令的各类输入参数接口和控制开关，用户在图形驱动的级别上进行有限元分析，整个过程变得直观轻松。用户图形界面设计语言（UIDL）就是编写或改造ANSYS图形界面的专用设计语言，主要完成以下三种图形界面的设计：

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①组织强大的菜单系统。我们在ANSYS中也能轻松做出可以和VC，VB之类主流GUI开发工具媲美的菜单响应效果。

②构建功能丰富的对话框。用户可根据需要在ANSYS的界面中轻松架构起自身的实用且美观易用的ContactWizard对话框级联界面和对话框，有了它，能构建一流的工程算例。

③建立自己的联机帮助。ANSYS中的联机帮助非常实用，可以说是我所接触过许多有限元平台中最为好用的几种帮助平台之一。若想构建自己完善的帮助系统，UIDL是这方面不可或少的理想开发工具。
　　
通过用户界面设计语言（UIDL），用户可以在扩充ANSYS功能的同时建立起对应的图形驱动界面，如在主菜单的某位置增加菜单项，设计对应的对话框、拾取对话框，实现参数的输入和其它程序运行的控制，同时提供相应的联机帮助，使操作者能方便地获取系统帮助。

用户程序特性（UPFs）
　　
用户程序特性（User Programmable Features）向用户提供丰富的FORTRAN77用户程序开发子程序和函数，用户利用它们从开发程序源代码的级别上扩充ANSYS的功能。使用这些子程序和函数，编写用户功能的源代码程序，在与ANSYS版本要求匹配的FORTRAN或C++编译器上重新编译和连接，生成用户版本的ANSYS程序。另外，还提供了外部命令功能，允许用户创建ANSYS可以利用的共享库。用户可以开发下列方面的功能程序：开发用户子程序实现从ANSYS数据库中提取数据或将数据写入ANSYS数据库。该种子程序可以编译连接到ANSYS中，此时ANSYS提供了10个数据库操作命令；如果作为外部命令处理，可以在ANSYS的任何模块中运行； http://www.chinabea.com/

①读入信息到ANSYS的数据库或从ANSYS的数据库中读取信息。

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②ANSYS提供了一套例程，可以应用它们指定各种类型的载荷。 本站版权所有！！

③可以自定义材料，ANSYS提供了定义以下材料的例程：塑性材料、蠕变、膨胀率、粘弹性、超弹性和层状单元的失效准则。 给13亿中国人们更多听觉关怀！！

④可以创建新单元例程，修改和监控已有单元的例程。

⑤创建用户优化程序。 给13亿中国人们更多听觉关怀！！

使用UPF开发的优点：程序运行时速度最快，能够直接处理ANSYS数据库，能够充分利用ANSYS现有功能，可以有效地拓宽ANSYS的功能，保密性比较强；缺点有：进行UPF开发比较复杂，不容易掌握，易出错，要求较高的调试技术，对计算机配置要求较高。

ANSYS程序作为子程序在用户程序中调用。

ANSYS数据接口
　　
ANSYS程序在分析过程中存在大量的设计分析数据，一部分在运行时置于计算机的内存之中，一部分以文件的形式存放在工作目录中。除LOG文件和出错文件等文本文件之外，其它文件都是二进制文件，分别以不同的格式进行写入，如：数据库文件、结果文件、模态结果文件、单元矩阵文件、子结构矩阵文件、对角化刚度矩阵文件、缩减位移矩阵文件、缩减频率矩阵文件和完整的刚度-质量矩阵文件等等。ANSYS数据接口详细地阐述每种二进制文件的格式，然后介绍从这些数据文件提取各种数据的子程序或函数，从而实现对二进制数据的读写和修改。显然，它满足了用户以下三种基本需要：检查或观察过程数据或结果数据；通过修改ANSYS的数据文件达到控制或修正计算；提取结果数据进行分析处理。
　　
ANSYS数据接口提供了两条模型和数据库信息的转换和传递命令，即CDREAD和CDWRITE，前者将一个符合ANSYS读入或写出格式的模型和数据库文件信息读入到ANSYS数据库中，后者的作用正好相反。同时，为了减少转换或传递的时间，提高效率，还提供重定向自由度映射关系和其它数据库代码化的辅助命令，如/DFLAB、NBLOCK、EBLOCK、EN等等。该功能大大提高了ANSYS与其它有限元程序之间的模型数据的传递和转换，也实现了ANSYS自身数据库文件代码化后便于存储或机器之间的传递。 给13亿中国人们更多听觉关怀！！
　　
ANSYS数据接口还阐述了图形文件的格式，帮助用户将ANSYS图形文件转换成其它格式，如AI等 给13亿中国人们更多听觉关怀！！