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ANSYS Parametric Design Language

Das starke Herz von ANSYS

ANSYS Conference & 20. Schweizer CADFEM Users’ Meeting – 10. September 2015

2 CADFEM Usersmeeting 2015 | APDL – Das starke Herz von ANSYS erstellt: 10.09.2015 | BFA | CADFEMUsersmeeting_BFA_20150910

Helbling Technik


Bründler Fabian

Ausbildung 2011 – 2013 Master of Engineering in Applied Computational Mechanics

ESOCAET

2000 – 2003 Ingenieur FH in Maschinentechnik

Hochschule Luzern – Technik & Architektur, Horw

Werdegang

2014 – Helbling Technik AG

Berechnungsingenieur

2009 – 2013 CADFEM (Suisse) AG

Berechnungsingenieur / Abteilungsleiter Seminare

2003 – 2008 Hochschule Luzern – Technik und Architektur

Wissenschaftlicher Mitarbeiter / Nebenamtlicher Dozent


Aufgabe

Bekannt:

Design einer Produktfamilie

Weg zur Überprüfung der Tauglichkeit mit Versuchen

Dominante Lastrichtungen

Nicht bekannt:

Tauglichkeit des Designs für Anwendungen

Weg zur Überprüfung der Tauglichkeit mit Simulation

Effektive Grösse und Kombinationen der Lasten

Ziele:

Vorgehen zur Überprüfung der Tauglichkeit per

Simulation

Ermittlung der grenzen der Tauglichkeit für beliebige

Lastkombinationen

Generieren von Daten zur Optimierung des Designs

Ersatzgeometrie aufgrund

Geheimhaltungsvereinbarung


Viele Rechnungen für noch mehr Ergebnisse

Einfache Simulation?

Hochgradig Nichtlinear

Kontakte

Material

Geometrie

Viele Simulationen

Geometrievarianten 10 x

Lastkombinationen 100 x

Berechnungspunkte 100 =

100’000

Viele Ausgabeparameter

Informationen zu Versagen,

Spannungen und Kontakten.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Innendruck Aussendruck

Zug / Druck

Innendruck

Aussendruck

Dru

ck

Zu

g


ANSYS Parametric Design Language

Was ist dieses APDL?

Skriptsprache des Lösers von ANSYS

Ein klick auf «Solve» in der Workbench erstellt

eine Datei, welche an den Löser übergeben wird.

Diese Datei ist in APDL geschrieben.

Werkzeug der ANSYS-Classic-Veteranen.

Einfach lern- und lesbar

Sehr gut dokumentiert in der Hilfe mit Beispielen.

Basierend auf Fortran77, dadurch übersichtliche

Syntax.

Direkt in der Workbench einsetzbar.

Eröffnet (fast) endlose Möglichkeiten.

Erhöht die Flexibilität der Workbench und eröffnet

Zugriff auf noch nicht integrierte Befehle.


Vorgehen der Automation

Für 10 Netze

Vorbereitung: 10 Netze aus 10 Geometrien

Nachbereitung: Diagramme und Auswertungen

Analytische Nachberechnungen

Für 100 Lastkombinationen

Datenausgabe

Analytische Vorberechnungen

Evaluieren der Lastkombinationen

Für 100 Berechnungsschritte

Evaluieren der Ziellast

Lasten aufgeben

Berechnen

Berechnungspunkt auswerten


APDL Tipp 1: Struktur durch Makro Dateien

*CREATE,EVAL_EQVYIELD,MAC

! PARAMETER:

S1_ODIA = ARG1 ! OUTER DIAMETER [IN]

S1_WTIC = ARG2 ! WALL THICKNESS [IN]

S1_TALK = ARG3 ! IF 1 GIVE OUTPUT

! RETURN:

! R_YIEL_PA ! EQV YIELD STRESS [PSI]

[...]

! OUTPUT__________________________________

*IF,TALK,EQ,1,THEN

/COM, INPUT: S1_ODIA = %S1_ODIA%

/COM, S1_WTIC = %S1_WTIC%

/COM, OUTPUT: R_YIEL_PA = %R_YIEL_PA%

*ENDIF

! CLEAN UP________________________________

S1_ODIA= $ S1_WTIC= $ S1_Talk=

*END ! EVAL_EQVYIELD

Makros funktionieren wie Subroutinen, sie…

werden beim Einlesen noch nicht ausgeführt.

können einzeln getestet werden.

können beliebig oft mit Argumenten aufgerufen

werden.

Tipps für das Arbeiten mit Makros:

Aufpassen mit der Benennung von Variablen, da

ANSYS keine lokalen Deklarationen kennt.

(Ausnahmen: ARG1 – ARG19)

Rückgaben des Makros in den Solver Output

vereinfachen die Fehlersuche.

Werden die Makros allgemein gehalten, so

können sie wiederverwendet werden.

EVAL_EQVYIELD,20,0.625,1


APDL Tipp 2: Ausschreiben von Daten

Die Workbench legt eine Variable mit dem

Pfad zum «user_files» Ordner an

Dieser Ordner ist zum Speichern von Benutzer-

dokumenten in einem Projekt gedacht.

Im CSV Format speichern

Dokumente mit der Endung CSV können direkt

von EXCEL geöffnet werden. Das Semikolon wird

dabei als Spaltentrennung interpretiert.

Verschiedene Wege für verschiedene Daten

/COM Zeilenweises ausschreiben beliebiger

Daten (mit %%)

*VWRITE Spaltenweises Ausschreiben von

Vektoren (mit Formatschreiber)

*MWRITE Ausschreiben von kompletten

Matrizen (mit Formatschreiber)

*DIM,_WB_USERFILES_DIR,STRING,248 _WB_USERFILES_DIR(1)='S:\M_FILES\USER_FILES\'

/OUTPUT,%FILNAM%,CSV,, /COM, WALL THICKNESS ; E_THIC ; %E_THIC% /COM, OUTER DIAMETER ; E_DIAM ; %E_DIAM% /COM, YIELD STRENGTH ; E_YIEL ; %E_YIEL% /COM, MN. ENV. POINT ; E_EPPQ ; %E_EPPQ% /OUTPUT

/OUTPUT,%FILNAM%,CSV,,APPEND *VWRITE,A_NODE,R_ERES(1,1),R_ERES(1,2) (3(4X,E20.8,';')) /OUTPUT

/OUTPUT,%FILNAM%,CSV,,APPEND *MWRITE,R_ERES (12(4X,E20.8,';')) /OUTPUT

FILNAM=STRCAT(_WB_USERFILES_DIR(1),'OUTPUT')


APDL Tipp 3: Zurück zur Workbench

Wenn mit der Workbench gerechnet wird, so

soll auch das Postprocessing in der Workbench

geschehen. Auch jenes von selbst erstellten

Daten.

Resultate mit APDL überschreiben

Resultate der Freiheitsgrade (z.B. UX, TEMP)

können mit APDL überschrieben werden.

Schnelle Lösung, jedoch Fehleranfällig für

Spannungsresultate, insbesondere mit

Mittelknoten.

Ergebnisse mit Design Assessment anzeigen

Mit DA können beliebige Daten grafisch auf dem

Netz angezeigt werden.

Skripte für DA sind in Python und XML.

Das Erzeugen der Datensätze kann jedoch auch

mit APDL geschehen.

SET,LAST ! LAST STEP *VGET, RRES,NODE ,0 ,U,X ! GET RESULT *VOPER,RRES,RRES,MULT,0.5 ! MULTIPLY *VPUT, RRES,NODE ,0 ,U,X ! PUT RESULT RESWRITE,FILE ! OVERWRITE

Res1 = DA.SolutionSelections()[0] \ .SolutionByRow(1) \ .CreateSolutionResult("","UX","Distance") NewDAResultSet = DAResult.CreateDAResultSet \ (Res1.DisplayStyle, Res1.DisplayType) for NodeIter in DA.MeshData.Nodes(): ResVal = Res1.NodalValues(NodeIter.Id) ResVal[0] = Res1 \ .NodalValues(NodeIter.Id)[0] * 0.5 NewDAResultSet.SetNodalValues \ (NodeIter.Id,ResVal)


Resultate

Resultate

Automatisierung durch APDL

Effiziente und breite Abdeckung des

Lastspektrums.

Direkt auf neue Designs anwendbar.

Aufwand < 2 Tage.

Mit APDL aufbereitete Daten

Ermöglicht rationelles Weiterverarbeiten durch

Excel.

Visualisierung mit aussagekräftigen Diagrammen.

APDL und Design Assessment

Visualisierung kritischer Stellen über alle Lastfälle

und über alle Geometrien.

Ein zufriedener Kunde!

Tauglichkeitsbereiche des Designs für

verschiedene Lastkombinationen und Kriterien

Visualisierung kritischer

Stellen über alle Lastfälle

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Ihr Ansprechpartner

Fabian Bründler

Helbling Technik AG

Schachenallee 29

CH-5000 Aarau

Telefon +41 62 836 45 65

[email protected]

www.helbling.ch

Helbling Technik

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http://www.helbling.ch/htk

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