内容发布更新时间 : 2024/11/15 11:53:16星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

!此APDL程序为本书第六章《太阳辐射作用下钢结构温度场分析》中例题6.2的相关程序

!（1）建立工作文件名和工作标题

/CLEAR !清除目前ANSYS中所有数据 /COM,Thermal !过滤ANSYS的图形截面 /FILENAME, TEMP_FIELD !定义工作文件名

/TITLE, TEMPERATURE FIELD ANALYSIS OF A STEEL MEMBER !定义工作标题 *AFUN,DEG !设置程序中角单位为度 !（2）定义单元类型

/PREP7 !进入前处理模块 ET,1,SOLID70 !定义热分析单元 ET,2,MESH200 !定义网格划分单元

KEYOPT,2,1,6 !定义单元2的第一个关键选项 KEYOPT,2,2,0 !定义单元2的第二个关键选项

!（3）定义材料性能参数

MP,KXX,1,45 !定义钢材KXX方向的导热系数 MP,KYY,1,45 !定义钢材KYY方向的导热系数 MP,KZZ,1,45 !定义钢材KZZ方向的导热系数 MP,DENS,1,7850 !定义钢材的密度 MP,C,1,465 !定义钢材的比热容

!（4）创建有限元模型

LOCAL,11,0,0,0,0,0,0,30 !定义局部坐标系11 CSYS,11 !激活局部坐标系11

K,1,0,0,0 !定义矩形钢管的中心轴线中的关键点1 K,2,0,1,0 !定义矩形钢管的中心轴线中的关键点2

L,1, 2 !连接关键点1和2，生成矩形钢管的中心轴线 k,3,0.5,0,0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点3 k,4,-0.5,0,0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点4 k,5,-0.5,0,-0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点5 k,6,0.5,0,-0.5 !定义矩形钢管截面的关键节点6 k,7,0.48,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点7 k,8,-0.48,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点8 k,9,-0.48,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点9 k,10,0.48,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点10 k,11,0.5,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点11 k,12,-0.5,0,0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点12 k,13,-0.5,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点13 k,14,0.5,0,-0.48 !定义矩形钢管截面的关键节点14 !定义矩形钢管截面，为便于网格划分，分四部分创建

A,3,4,12,11 !利用关键点3、4、12、11，生成面1 A,5,6,14,13 !利用关键点5、6、14、13，生成面2 A,11,7,10,14 !利用关键点11、7、10、14，生成面3

A,8,12,13,9 !利用关键点8、12、13、9，生成面4 !对矩形钢管截面进行网格划分

AESIZE,all,0.02 !将所有面网格划分时的单元尺寸设置为0.02m MSHAPE,0,2D !利用四边形单元进行网格划分 MSHKEY,1 !采用映射网格划分单元 AMESH,ALL !对所有网格进行划分单元 TYPE,1 ! 定义单元属性

EXTOPT,ESIZE,10,1, !在体生成的方向上单元分割为10份 EXTOPT,ACLEAR,1 !在体生成时清除面单元网格

EXTOPT,ATTR,0,0,0 !使用有MAT命令定义的材料属性赋给单元 MAT,1 !定义单元的材料属性

VDRAG,1,2 ,3 , 4, , ,1 !拉伸建立体并形成SOLID70实体单元 CSYS,0 ! 激活笛卡尔坐标系

!（5）计算日照时间内，即14个小时内的空气的温度值

*DIM,t_outdoor,,14 !定义室外空气温度数组为t_outdoor *DO,t,6,19 !给室外空气温度数组t_outdoor赋值 *SET,t_outdoor(t-5),35+5*sin(15*(t-5)-45) *ENDDO

!（6）计算日照时间内，即14个小时内地面的温度值 *DIM,t_earth,,14 !定义地面的温度值数组为t_earth *DO,t,6,19 !给日照时间内地面温度值数组赋值 *SET,t_earth(t-5),36+8*sin(15*(t-5)-45) *ENDDO

!（7）定义14个时刻太阳高度角正弦数组altitude a1=23.44 !定义太阳赤纬角23.44 a2=36.26 !定义地理纬度为北纬36.26

*DIM,altitude,,14 !定义日照时间内太阳高度角的正弦值数组为altitude *DO,i,1,14,1

aa=cos(a2)*cos(15*(i-1)-90)*cos(a1)

aa1=sin(a2)*sin(a1) !根据书中公式（）计算太阳高度角正弦值 *SET,altitude(i),aa+aa1 *ENDDO

!（8）定义14个时刻的太阳方位角余弦数组azimuth并赋值， *DIM,azimuth,,14 *DO,i,1,14,1

aa=sin(a1)*cos(a2)-cos(a1)*sin(a2)*cos(15*(i-1)-90) aa2=sqrt(1-altitude(i)**2) *SET,azimuth(i),aa/aa2 *ENDDO

!（9）定义14个时刻的太阳方位角角度数组angle并赋值

*DIM,angle,,14 *DO,i,1,7,1

*SET,angle(i),acos(azimuth(i)) *ENDDO *DO,i,8,14,1

*SET,angle(i),2*180-acos(azimuth(i)) *ENDDO

!（11）太阳辐射强度计算的基本参数设置

*SET,factorc,0.138 !太阳散射辐射系数

*SET,pg,0.35 !地面或者水平面的太阳辐射反射率 *SET,factor_a,1370*(1+0.034) !地外太阳直射辐射值 *SET,factor_b,0.42 !定义大气消光系数

!（12）定义14个时刻的地面太阳辐射直射强度数组GND并赋值 *DIM,GND,,14 *DO,m,1,14,1

*SET,GND(m),factor_a/exp(factor_b/altitude(m)) *ENDDO

!（13）定义14个时刻结构表面太阳辐射荷载的几何参数 *DIM,cos_surf,,4 !表面方位角余弦值 *DIM,cos_angle,,4 !表面方位角角度值 *DIM,cos_title,,4 !倾角余弦值 *DIM,title_angle,,4 !倾角角度值

!利用面5上的三个关键点，计算面5的表面方位角余弦、表面方位角弧度、倾角余弦和倾角弧度值

kp_1=4 !将面5中的关键点4的编号赋给参数kp_1 kp_2=3 !将面5中的关键点3的编号赋给参数kp_2 kp_3=16 !将面5中的关键点16的编号赋给参数kp_3 k1x=kx(kp_1) !提取关键点4的X坐标值 k1y=ky(kp_1) !提取关键点4的Y坐标值 k1z=kz(kp_1) !提取关键点4的Z坐标值 k2x=kx(kp_2) !提取关键点3的X坐标值 k2y=ky(kp_2) !提取关键点3的Y坐标值 k2z=kz(kp_2) !提取关键点3的Z坐标值 k3x=kx(kp_3) !提取关键点16的X坐标值 k3y=ky(kp_3) !提取关键点16的Y坐标值 k3z=kz(kp_3) !提取关键点16的Z坐标值 !参考空间解析几何相关知识，计算面5的 a1=(k2y-k1y)*(k3z-k1z)-(k3y-k1y)*(k2z-k1z) a2=(k3x-k1x)*(k2z-k1z)-(k2x-k1x)*(k3z-k1z) a3=0