ANSYS的UPFs子程序二次开发基本介绍

2016-04-26 16:27阅读：

http://blog.sina.cn/dpool/blog/u/1684402925

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可参考资料：
[1] http://www.doc88.com/p-896576308919.html

首先简单介绍ANSYS二次开发的工具。ANSYS二次开发工具大致有4个，分别是APDL、UPFs、UIDL及Tcl/Tk，其中后面两个用于ANSYS交互界面开发。APDL（ANSYS Parametric Design Language）大家都熟悉，ANSYS参数化设计语言，及俗称的命令流。它由类似于FORTRAN的语言部分和1000多条ANSYS命令组成。APDL是一种解释性文本语言，有顺序、选择、循环及宏等结构。利用APDL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，即建立参数化的实体模型、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。

这里向大家介绍两个APDL二次开发的常用简单命令，/COM和/SYS。/COM命令可以用于在ANSYS Output窗口中输出相关信息，比如当前计算时间，塑性应变等等，这一点非常方便。/SYS用于暂停当前运算并调用外部程序，例如/SYS,D:/1.exe则会调用D盘下的1.exe可执行文件，利用这个功能，可以大大扩展APDL的分析能力。
UPFs（User Programmable Features），即用户可编程特性，它是源代码层次的ANSYS二次开发，用户可以根据需要利用UPFs重新编译连接生成用户定制版本的ANSYS软件，例如创建新单元、定义新的材料属性、定义用户失效准则等等。使用UPFs需要安装Fortran编译器，并设置编译环境（主要是系统环境变量设置），后面以ANSYS 12.0，32位xp系统为例详细介绍安装方法。利用UPFs可以完成很多APDL很难完成的工作，比如复杂材料本构模型的开发，单元的开发，优化算法的定义，接触准则的定义等等。
Abaqus可以通过子程序编写材料本构模型，ANSYS也一样，编写材料子程序的基本思路也大致一样，并且都是用Fortran编写的。首先由给定的应变增量计算得到应力增量，从而得到新的应力，称做应力更新过程。其次还要求usermat给出雅可比矩阵，学名是一致切线算子矩阵。
ANSYS的子程序基本结构如下。