Computer-Übungen MSM

Übung 07 u 08:  "Gestaltoptimierung mit APDL"

Klassisches Ansys-Script in APDL (Ansys Parametric Design Language) zur Gestaltoptimierung mit einem iterativen Steifigkeitsumbau.  Eine rechteckige 2D-Scheibe mit Loch ist am linken Rand fest eingespannt und wird am rechten Rand (bzw. in der rechten, oberen Ecke) durch eine vertikale Kraft (bzw. Verschiebung) belastet. Die FE-Analyse liefert u.a. die Von-Mises-Vergleichsspannung, die hier exemplarisch als lokale Messgröße für den Umbau genommen wird: Liegt diese Spannung über einem bestimmten Vergleichswert, so wird der E-Modul dieses FEs erhöht oder falls unterhalb eines bestimmten Schaltwertes, vermindert. Zwischen den beiden Schaltwerten gibt es eine tote Zone in der das FE unverändert bleibt.  Dieser Umbau wird für jedes FE in jedem Iterationsschritt durchgeführt bevor dann wieder eine neue FE-Analyse berechnet werden kann. Und so fort.

Remodeling-Template.inp

Hinweise:

• APDL interpretiert das Script zeilenweise.
• Alle Zeichen rechts von einem Ausrufezeichen sind Kommentare
• Ein APDL-Kommando beginnt mit dem Schlüsselwort gefolgt durch eine Liste von Parametern, die mit Kommas getrennt werden.
• Für jedes FE wird ein eigenes Material (mat-Pointer) definiert, damit dessen E-Modul elementweise geändert werden kann. Das Element i besitzt die Materialnummer i.
• Die Verwendung der Von-Mises-Spannung als Messgröße muss nicht unbedingt sehr geeignet sein.
• Auch die Stellgröße (hier im Bsp. wurde der elemetweise E-Modul verwendet) könnte geändert werden.
• Bei der Weiterentwicklung von APDL-Scripten hilft das klassische Ansys GUI (Start über den Mechanical APDL Product Launcher).  Einzelne Kommandos, Teile des Scripts oder auch das komplette Script können in die Kommandozeile oben im GUI übertragen und so testweise zur Ausführung gebracht werden.
• Die Syntax und Bedeutung der Kommandos kann mit dem Aufruf help in der Komandozeile erfragt werden. Bsp. "help,  *get" liefert die passende Online-Hilfe für den *get-Befehl.
• Nach der Ausführung von Kommandos in der GUI lohnt sich ein Blick in das Output-Fenster.