ANSYS圖形用戶界面GUI介紹-以經(jīng)典界面為例

2017-03-05  by:CAE仿真在線  來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

導(dǎo)讀:ANSYS有兩種運(yùn)行模式:

(1)圖形用戶界面GUI

圖形用戶界面(Graphical User Interface,簡(jiǎn)稱GUI,又稱圖形用戶接口)是指采用圖形方式顯示的計(jì)算機(jī)操作用戶界面。

初學(xué)者和大多數(shù)使用者采用,包括建模、保存文件、打印圖形及結(jié)果分析等,可以方便地進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。分析中常用的三個(gè)階段(前處理,求解,后處理)中前處理和后處理最適合于交互式方式。

(2)參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言APDL

ANSYS參數(shù)化設(shè)計(jì)語(yǔ)言(ANSYS Parametric DesignLanguage,簡(jiǎn)稱APDL),也就是批處理(Batch Mode),也稱為命令流。若分析的問題要很長(zhǎng)時(shí)間,如一、兩天或更長(zhǎng),可把分析問題GUI界面操作對(duì)應(yīng)的命令做成批處理文件,利用它的非交互模式進(jìn)行分析。操作基本熟練后,建議使用該模式,可方便地進(jìn)行參數(shù)化分析。

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一、啟動(dòng)與退出ANSYS

1.啟動(dòng)ANSYS

有多種方法可以啟動(dòng)ANSYS,常用的有以下兩種:

(1)快速啟動(dòng):選擇[開始]>[程序]>ANSYS 版本號(hào)>Mechanical APDL 版本號(hào)。快速啟動(dòng)ANSYS,采用的是默認(rèn)的上一次工作目錄。

(2)交互式啟動(dòng):選擇[開始]>[程序]>ANSYS 版本號(hào)>Mechanical APDL Product Launcher。進(jìn)入ANSYS啟動(dòng)交互界面,進(jìn)行相關(guān)設(shè)置。建議使用這種模式,方便文件管理。

點(diǎn)擊“Run”按鈕,進(jìn)入ANSYS經(jīng)典界面開發(fā)環(huán)境。

2.退出ANSYS

有三種方法可以退出ANSYS:

(1)從通用菜單退出:UtilityMenu>File>Exit。選擇此命令彈出退出對(duì)話框,詢問在退出前是否保存文件,或者保存哪些文件。

(2)從命令窗口輸入命令:/EXIT。但事先應(yīng)保存那些以后需要的文件,因該命令不會(huì)給你提示。

(3)從工具條退出:Toolbar>Quit。

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二、ANSYS圖形用戶界面

ANSYS界面提供用戶與軟件之間的交流。使用這個(gè)窗口,用戶可以非常容易的輸入命令、檢查模型的建立、觀察分析結(jié)果及圖形輸出與打印。

整個(gè)窗口界面稱為GUI(Graphical User Interface),即圖形用戶界面。

標(biāo)準(zhǔn)的圖形用戶界面主要包括3個(gè)部分,另外還有常用工具條、縮寫工具條、視圖控制工具條、用戶提示信息、輸出窗口等。

(1)Utility Menu(通用菜單):該菜單為下拉菜單結(jié)構(gòu),包含了ANSYS的全部公用函數(shù),如文件控制、選取、圖形控制、參數(shù)設(shè)置等。

(2)Main Menu(主菜單):分前處理、求解、后處理等。

(3)Graphics Window(圖形窗口):顯示繪制的圖形、包括模型、網(wǎng)格、分析結(jié)果等。

1.通用菜單

通用菜單包括File文件管理菜單、Select選擇菜單、List列表菜單、Plot繪圖菜單、PlotCtrls繪圖控制菜單、WorkPlane工作平面、Parameters參數(shù)控制菜單、Maro宏管理菜單、MenuCtrls菜單控制菜單、Help幫助菜單。

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File文件管理菜單

用于設(shè)置工程名和標(biāo)題,讀入、保存文件等文件操作。

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Select選擇菜單

Select菜單,用于選擇數(shù)據(jù)子集、創(chuàng)建組件部件等。

(一)選擇圖元

SELECT>Entities命令用于在圖形窗口上選擇圖元。非常實(shí)用!

(1)選取類型:表示要選取的圖元,包括節(jié)點(diǎn)、單元、體、面、線、關(guān)鍵點(diǎn)。每次只能選一種圖元類型。若選擇線之下的圖元?jiǎng)t選擇了線、關(guān)鍵點(diǎn)、線單元和節(jié)點(diǎn)。

(2)選取標(biāo)準(zhǔn):包括by Num/pick、attached to、by location、by attributes、exterior、by results。

①By num/pick:通過(guò)在輸入窗口中輸入圖元號(hào)或者在圖形窗口中直接選取。

②Attached to:通過(guò)與其它類型圖元相關(guān)聯(lián)來(lái)選取,而其他類型圖元應(yīng)該是已選取好的。例如,由by location選擇好了節(jié)點(diǎn),要想把與這些節(jié)點(diǎn)相關(guān)的單元選出來(lái),則選取類型為單元,選取標(biāo)準(zhǔn)為attached to。

③By location:通過(guò)激活或定義局部的坐標(biāo)系的XYZ軸來(lái)構(gòu)成一個(gè)選擇區(qū)域,并選取區(qū)域中的圖元,可以一次定義一個(gè)坐標(biāo),單擊Apply后,再定義其他坐標(biāo)內(nèi)的區(qū)域。

(3)選取設(shè)置:用設(shè)置選取的方式。包括如下四種方式:

①From full:從整個(gè)模型中選取一個(gè)新的圖元集合;

②Reselect:從已選取好的圖元集合中再次選取;

③Also sele:把新選取的圖元回到已存在的圖元集合中;

④Unselect:從當(dāng)前選取的圖元中去掉一部分圖元。

(4)選取函數(shù)按鈕:單擊該按鈕,選取即發(fā)生,用/Replot命令來(lái)重畫,可見其發(fā)生了作用。

①Sele All:全部該類型下的所有圖元;

②Sele None:撤銷該類型下的所有圖元的選取;

③Invert:反向選擇;

④Sele Below:選取已選取圖元以下的所有圖元。

(二)組件和部件

Select>comp/assembly>菜單用于對(duì)組件和部件進(jìn)行操作。組件就是選取的某類圖元的集合,部件則是組件的集合。

(三)全部選擇

Select>everything:子菜單用于選擇模型的所有項(xiàng)目下的所有圖元,對(duì)應(yīng)的命令是allsel,all。

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List列表菜單

List菜單用于列出存在于數(shù)據(jù)庫(kù)的所有數(shù)據(jù),還可以列出程序不同區(qū)域的狀態(tài)信息和存在于系統(tǒng)中的文件內(nèi)容。

(一)圖元列表

List>Keypoints命令用于列出關(guān)鍵點(diǎn)的詳細(xì)信息,可以列出關(guān)鍵點(diǎn)的位置,也可以列出坐標(biāo)位置和屬性。

List>Lines(Areas,Volumes,Nodes,Elemenets,Components)用于列出線(或面、體節(jié)點(diǎn)、已選取單元、部件或組件)的信息。

(二)載荷列表

List>Loads命令用于列出施加到模型上的載荷方向、大小。

載荷包括:DOF Constraints(自由度約束),Force(集中力),Surface(表面載荷),Body (體載荷),Inertia Loads(慣性載荷),Solid Model Loads(實(shí)體模型的邊界條件),Initial conditions(節(jié)點(diǎn)上的初始條件)等。

(三)結(jié)果列表

List>Result命令用于列出求解所得結(jié)果(如節(jié)點(diǎn)位移、單元變形等),求解狀態(tài)、定義的單元表、軌線數(shù)據(jù)等。

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Plot繪圖菜單

Plot菜單用于繪制關(guān)鍵點(diǎn)、線、面、體、節(jié)點(diǎn)、單元和其它可以圖形顯示的數(shù)據(jù)。畫圖菜單路徑Utility Menu>Plot,下面介紹其下經(jīng)常使用的各菜單項(xiàng)的用法。

? Replot:將當(dāng)前圖形重畫一遍,如果當(dāng)前是線圖形則重畫線模型,如果當(dāng)前是單元模型則重畫單元模型,其他類推。

? Keypoints:畫關(guān)鍵點(diǎn)。

? Lines:畫線。

? Areas:畫面。

? Volumes:畫體。

? Nodes:畫節(jié)點(diǎn)。

? Elements:畫單元。

? Layered Elements:畫層單元。

? Data Tables:畫數(shù)據(jù)表,一般非線性材料的材料屬性都是利用Data Table進(jìn)行定義的曲線,利用該菜單項(xiàng)畫材料數(shù)據(jù)曲線。

? Multi-Plots:同時(shí)畫所有選中的實(shí)體對(duì)象,包括關(guān)鍵點(diǎn)、線、面、幾何體、節(jié)點(diǎn)、單元等。

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PlotCtrls菜單

PlotCtrls(繪圖控制)菜單包含了對(duì)視圖、格式和其它圖形顯示特征的控制。

(一)觀察設(shè)置

PlotCtrls>Pan,Zoom,Rotate命令用于模型的移動(dòng),縮放和旋轉(zhuǎn)。

(1)Window表示要控制的窗口

(2)視角方向代表查看模型的方向。查看的模型是以質(zhì)心為焦點(diǎn)的,可從模型的上(Top)下(Bot)、前(Front)后(Back)、左(Left)右(Right)方向查看模型,Iso代表從較近的右上方查看,坐標(biāo)為(1,1,1);Obliq代表從較遠(yuǎn)的右上方查看,坐標(biāo)為(1,2,3);WP代表從當(dāng)前工作平面上查看。

(3)縮放選項(xiàng):通過(guò)定義一個(gè)方框來(lái)確定顯示的區(qū)域。

Zoom按鈕:選擇正方形的中央放大;Box Zoom:選矩形的兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)放大。Win Zoon選擇矩形的兩個(gè)對(duì)角點(diǎn)放大,矩形的長(zhǎng)寬比與顯示窗口的長(zhǎng)寬比相同。Backup:恢復(fù)到縮放前的畫面,見圖2.2.9。

(4)移動(dòng)、縮放按鈕:點(diǎn)號(hào)代表縮放、三角代表移動(dòng)。

(5)旋轉(zhuǎn)按鈕:代表了圍繞某個(gè)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn),正號(hào)表示以坐標(biāo)的正向?yàn)檗D(zhuǎn)軸?；瑒?dòng)條代表了操作的程度。速率越大,每次操作縮放,移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)的程度越大。

(6)動(dòng)態(tài)模式表示可以在圖形窗口中動(dòng)態(tài)地移動(dòng)、縮放和旋轉(zhuǎn)模型。

Model:在圖形窗口中,按下左鍵并拖動(dòng)就可以移動(dòng)模型,按下右鍵并拖動(dòng)就可以旋轉(zhuǎn)模型,按下中鍵(對(duì)兩鍵鼠標(biāo)用shift+右鍵)左右拖動(dòng)表示旋轉(zhuǎn),按下中鍵上下拖動(dòng)表示縮放。

Lights:只能在三維設(shè)備下使用。它可控制淘汰的位置,強(qiáng)度以及模型的反光率。

注意:可以不打開Pan, Zoom, Rotate對(duì)話框直接進(jìn)行動(dòng)態(tài)縮放、移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。操作方法:按住Ctrl鍵不放,圖形窗口上將出現(xiàn)動(dòng)態(tài)圖標(biāo),然后就可以拖動(dòng)鼠標(biāo)左鍵、中鍵、右鍵進(jìn)行縮放、移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)。也可以用視圖控制工具條進(jìn)行觀察設(shè)置。

(二)數(shù)字顯示控制

PlotCtrls>Numbering命令用于設(shè)置在圖形窗口上顯示的數(shù)字信息。該對(duì)話框設(shè)置是否在圖形窗口中顯示圖元號(hào),包括關(guān)鍵點(diǎn)號(hào)(KP)、線號(hào)(LINE)、面號(hào)(AREA)、體號(hào)(VOLU)、節(jié)點(diǎn)號(hào)(NODE)。常用!

對(duì)單元,可以設(shè)置顯示的多項(xiàng)數(shù)字信息,如單元號(hào)、材料號(hào)、單元類型號(hào)、實(shí)常數(shù)號(hào)、單元坐標(biāo)系號(hào)等,依據(jù)需要在Elem/Attrib numbering 選項(xiàng)下進(jìn)行選擇。

(三)符號(hào)控制

PlotCtrls>Symbols菜單用于決定在圖形窗口中顯示是否出現(xiàn)某些符號(hào),包括邊界條件符號(hào)(/PBC)、表面載荷符號(hào)(/PSF)、體載荷符號(hào) (/PBF)以及坐標(biāo)系、線和面的方向線等符號(hào)(/PSYMB)。

(四)樣式控制

PlotCtrls>Style子菜單用于控制繪圖樣式,包含命令較多,只介紹幾種:

(1)Contours命令用來(lái)控制等值線顯示。包括控制等值線的數(shù)目、所用值的范圍及間隔、非均勻等值線設(shè)置、矢量模式下等值線標(biāo)號(hào)的樣式等。

(2)Graphs命令用來(lái)控制圖的屬性。它可以用來(lái)設(shè)置曲線的粗細(xì)、修改曲線圖上的網(wǎng)格、設(shè)置坐標(biāo)和圖上的文字等。

(3)Colors命令用來(lái)控制圖形顯示的顏色。可以設(shè)置整個(gè)圖形窗口的顯示顏色、曲線圖、等值線圖、邊界、實(shí)體、組件等顏色。

Utility menu>PlotCtrls>Style> Color>Reverse Video 命令反白顯示。常用!

Utility menu>PlotCtrls>Style> Color>Graph Color命令可改變圖形顏色。

Utilitymenu> PlotCtrls>Style> Color>Window color命令可改變窗體顏色。

(五)字體控制

Font Controls命令用于控制顯示的文字形式。包括圖例上的字體,圖元上的字體、曲線圖和注釋字體。

(六)窗口顯示(windows Controls)

(1)Window Option用于控制窗口的顯示內(nèi)容,包括是否顯示圖例、如何顯示圖例、是否顯示標(biāo)題、是否顯示Windows邊框、是否自動(dòng)調(diào)整窗口尺寸、是否顯示坐標(biāo)指示,以及ANSYS產(chǎn)品如何顯示等。

(2)Window Layout用于設(shè)置窗口布局。

(3)Window On 或Off用于打開或關(guān)閉某個(gè)圖形窗口。

還可以創(chuàng)建顯示和刪除圖形窗口,可把一個(gè)窗口的內(nèi)容復(fù)制到另一個(gè)窗口中。

(七)動(dòng)畫顯示

PlotCtrls>Animate命令控制或者創(chuàng)建動(dòng)畫。可創(chuàng)建的動(dòng)畫包括:形狀和變形,物理量隨時(shí)間或頻率的變化顯示,Q切片的等值線圖或者矢量圖、等值面顯示、粒子軌跡等。

(八)圖形輸出:有三種圖形輸出功能,定向輸出、硬拷貝、輸出圖元文件。

PlotCtrls>RedirectPlots 命令用于重定向輸出。

PlotCtrls>HardCopy>To Printer命令用于把圖形硬拷貝輸出到打印機(jī)。

PlotCtrls>HardCopy>To File命令用于把圖形硬拷貝輸出到文件。常用!

PlotCtrls>CaptureImage命令用于獲取當(dāng)前窗口的快照,然后保持或打印。

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WorkPlane工作平面

WorkPlane菜單包含關(guān)于工作平面的顯示/不顯示、平移或者旋轉(zhuǎn)等),還包含關(guān)于坐標(biāo)系的創(chuàng)建、刪除以及在不同坐標(biāo)系之間的切換。

(一)ANSYS中的坐標(biāo)系:

總體坐標(biāo)系(總體直角坐標(biāo)系、總體柱坐標(biāo)系、總體球坐標(biāo)系);局部坐標(biāo)系(局部直角坐標(biāo)系、局部柱坐標(biāo)系、局部球坐標(biāo)系);工作平面坐標(biāo)系。

(1)總體坐標(biāo)系:

模型的總體參考系;可以是直角坐標(biāo)系(0),柱坐標(biāo)系(1),或球坐標(biāo)系(2);例如,總體直角坐標(biāo)系下的位置(0,10,0)等同于總體柱坐標(biāo)系下的位置(10,90,0)。

(2)局部坐標(biāo)系

在任意位置、用戶自定義的坐標(biāo)系,標(biāo)識(shí)號(hào)碼為11或更大;可以是直角、柱或球坐標(biāo)系;可以沿X, Y, Z 軸旋轉(zhuǎn);位置可以是工作平面的原點(diǎn)[CSWP]、在指定的坐標(biāo)處[LOCAL]、已有的關(guān)鍵點(diǎn)處[CSKP]或節(jié)點(diǎn)處[CS]。

(3)工作平面坐標(biāo)系

它是一個(gè)參考平面,類似于繪圖板,可按用戶需要移動(dòng)和旋轉(zhuǎn);主要用于實(shí)體模型體素的定位和取向;可以利用工作平面通過(guò)拾取定義關(guān)鍵點(diǎn);某些布爾操作和圖形操作時(shí)也可作為輔助工具。

(二)激活坐標(biāo)系

(1)可以定義任意數(shù)目的坐標(biāo)系,但任何時(shí)候只有一個(gè)是激活的。

(2)定義以下幾種幾何體素時(shí)受到激活坐標(biāo)系的影響:關(guān)鍵點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)的位置;線的曲率;面的曲率;生成和填充關(guān)鍵點(diǎn)和節(jié)點(diǎn);等等。

(3)圖形窗口的當(dāng)前設(shè)置欄顯示激活的坐標(biāo)系。

(4)缺省時(shí)激活的坐標(biāo)系為總體直角坐標(biāo)系。

(5)利用 CSYS 命令(或 Utility Menu > WorkPlane > Change Active CS to) 可將激活坐標(biāo)系改變?yōu)?

總體直角坐標(biāo)系[csys,0];

總體柱坐標(biāo)系[csys,1];

總體球坐標(biāo)系[csys,2];

工作平面坐標(biāo)系[csys,4];

或用戶定義的局部坐標(biāo)系[csys, n](n>=11)。

(三)工作平面

工作平面是一個(gè)可以移動(dòng)的二維參考平面,用于定位和確定體素的方向。

缺省時(shí),工作平面的原點(diǎn)與總體坐標(biāo)系的原點(diǎn)重合,但可以將它移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)到任意想要的位置;通過(guò)顯示柵格,可以將工作平面作為繪圖板。

利用Offset及Align菜單可以將工作平面移動(dòng)到任意想要的位置。

(1)Offset WP by Increments>

利用推動(dòng)按鈕(連同滑塊的增量)進(jìn)行平移;或鍵入增量;或使用動(dòng)態(tài)模式(類似于 pan-zoom-rotate)。

(2)Offset WP to>

移動(dòng)工作平面,保持它當(dāng)前的方向到想要的位置,位置可以是:已有的關(guān)鍵點(diǎn)(拾取多個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)移動(dòng)工作平面到它們的平均位置);已有的節(jié)點(diǎn);坐標(biāo)位置;總體坐標(biāo)原點(diǎn);激活坐標(biāo)系的原點(diǎn)。

(3)Align WP with>

重新定位工作平面。例如,Align WP with Keypoints 提示你拾取三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn):第一個(gè)定義原點(diǎn),第二個(gè)定義X軸,另一個(gè)定義X-Y平面。將工作平面恢復(fù)到其缺省位置(在總體X-Y平面的原點(diǎn)),點(diǎn)擊 Align WP with > Global Cartesian。

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Help幫助菜單

有四種方式可以打開幫助:(1)通過(guò)Help菜單;(2)在ANSYS程序組中選取Help:開始>程序>ANSYS>help>ANSYS help;(3)有任何對(duì)話框中選取Help按鈕;(4)輸入Help命令:“Help,..”

(1)在ANSYS幫助系統(tǒng)中使用超鏈接

在瀏覽某頁(yè)時(shí),可能注意到一些有下劃線的不同顏色的詞,這就是超文本鏈接。單擊該詞,就能得到關(guān)于該項(xiàng)目的幫助。出現(xiàn)超文本鏈接的典型項(xiàng)目是命令名、單元類型、用戶手冊(cè)的章節(jié)等。當(dāng)單擊某個(gè)超文本鏈接之后,它將顯示不同顏色。一般情況下,未單擊時(shí)為藍(lán)色,單擊之后為紅褐色。

(2)對(duì)新手而言,查看Help>ANSYS Tutorials中的內(nèi)容很有好處,它能一步一步的教會(huì)用戶如何完成每個(gè)分析任務(wù)。

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2.主菜單

主菜單不支持快捷鍵。默認(rèn)主菜單提供了13類菜單主題:

(1)Preferences(優(yōu)選項(xiàng)):彈出一個(gè)對(duì)話框,用戶可以選擇學(xué)科及某個(gè)學(xué)科的有限元方法。

(2)Preprocessor(前處理器):包含PREP7操作,如建模、分網(wǎng)和加載等,但是在本書中,把加載作為求解器中的內(nèi)容。

(3)Solution(求解器):包含求解操作,如分析類型選項(xiàng)、加載、載荷步選項(xiàng)、求解控制和求解等。

(4)General Postproc(通用后處理器):包含POST1后處理操作,如結(jié)果的圖形顯示和列表。

(5)TimeHist Postproc(時(shí)間歷程后處理器):包含POST26的操作,如對(duì)結(jié)果變量的定義、列表或者圖形顯示。

(6)ROM Tool

(7)Prob Design(概率設(shè)計(jì)):結(jié)合設(shè)計(jì)和生產(chǎn)等過(guò)程中的不確定因素來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

(8)Radiation Opt(輻射選項(xiàng)):包含了AUX12操作,如定義輻射率,完成熱分析的其他設(shè)置,寫輻射矩陣、計(jì)算視角因子等。

(9)Session Editor(記錄編輯器):用于查看在保存或者恢復(fù)之后的所有操作記錄。APDL常用!

(10)Finish(結(jié)束):退出當(dāng)前處理器,回到開始級(jí)。

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