万水 ANSYS技术丛书 APDL 空间钢结构 参数化计算与分析 陈志华刘红波周婷曲秀姝等编著 中国水利松电出版社 .waterpub..cn
万水ANSYS技术丛书 空间钢结构APDL参数化 计算与分析 陈志华刘红波周婷曲秀蛛等编著 QIO 中国术利水电出版社 .waterpub..cn
内容提要 ANSYS作为最为通用和有效的大型商业化有限元软件，在空间钢结构领域得到了广泛 的应用，成为我国空间钢结构领域科学研究和工程应用的主要工具之一.本书通过8章内容 系统介绍ANSYS中参数化分析语言APDL及其在空间钢结构领域的应用，工程实例涉及空 间结构领城最为活跃的两类结构一网壳结构与网架结构、近几年应用比较广泛的新型空间 结构-弦支弯项结构及其工程设计比较关注的温度场分析等内容.
另外本书结合近年来 ANSYS的工程应用经验，总结ANSYS的应用技巧.
在内容上安排由浅入深，兼顾到初学 者、一般使用者以及科研和工程高级分析人员的实际需要.
本书适合土木、力学、建筑等相关专业的高年级本科生、研究生和工程技术人员学习使 用，并且可作为高校或其他相关CAE培训机构的参考教材.
另外本书特别适合希望利用 ANSYS的APDL语言进行二次开发的读者.
书中实例的APDL命令流文件读者可从中国水利水电出版网站和万水书苑下载，网址为 .waterpub..cn/seftdown/Rl .wsbookshow. 图书在版编目（CIP）数据 空间钢结构APDL参数化计算与分析/陈志华等编著. 北京：中国水利水电出版社，2009 （万水ANSYS技术丛书） ISBN 978-7-5084-6746-7 1.空Ⅱ.陈Ⅲ.空间结构：锅结构一有限元分析一 应用软件，APDLIV.TU391-39 中国版本图书馆CIP数据核字（2009）第146955号 策划编辑：杨庆川责任编辑：宋俊娘加工编辑：杨元佳 书 名 万水ANSYS技术丛书 空间钢结构APDL参数化计算与分析 作 者 陈志华刘红波周婷曲秀姝等编著 出版发行 中国水利水电出版社 （北京市海淀区玉洲潭南路1号D座100038） 网址：.waterpub..cn E-mail mchannel@263.net (万水) salesgwaterpub..cn 电话：（010）68367658（营销中心）、82562819（万水） 经 售 全国各地新华书店和相关销售网点 排 版 北京万水电子信息有限公司 EP 北京市天竺华印刷厂 规 格 184mm×260mm 16开本21印张536千字 版 次 2009年8月第1版2009年8月第1次印刷 印 数 0005-1000 定 价45.00元 凡购买我社围书，如有缺页、侧页、脱页的，本社营销申心负责调换
前言 随着2008年北京奥运会和2010年上海世博会等大型社会经济活动的开展，我国空间钢 结构的综合技术得到快速发展，尤其是大型空间钢结构的有限元分析技术得到了较为全面的飞 速发展.
ANSYS作为最为通用和有效的大型商业化有限元软件，在空间钢结构领域得到了广 泛的应用，成为我国空间钢结构领域科学研究和工程应用的主要工具之一.
APDL语言是ANSYS软件提供给使用者的一种参数化设计语言，是类似于FORTRAN的 解释性语言，ANSYS的APDL语言，不仅可以方便地用于结构模型的参数化建模、参数化荷 载施加与求解以及参数化后处理结果显示等方面，还是实现结构优化设计分析的基础，因此熟 练掌握和应用APDL语言是能否充分利用ANSYS软件的关键.
本书基于APDL语言和工程实例，编写常用空间钢结构形式的参数化建模程序和分析程 序，为读者提供一套完整的APDL程序和详细的程序注释.
本书的特色是不仅可以使读者方 便快速地学习ANSYS的APDL语言，而且可以轻松地掌握利用ANSYS进行空间钢结构各类 分析的技术和技巧.
作者建议读者使用本书时，配合使用ANSYS帮助文件中的命令介绍，通 过本书提供的命令流，查阅该命令流的相关用法，以扩展读者的知识面，形成一套完整的参数 化分析与计算知识体系.
介绍APDL语言的使用方法：第3章给出四种常用网架结构形式的参数化建模程序，并介绍 如何使用ANSYS进行空间网架结构的静力分析、优化分析和节点受力分析：第4章给出五种 常用单层网壳结构的参数化建模程序，并介绍如何使用ANSYS进行单层网壳结构的静力分 析、稳定分析（包括特征值届曲分析和非线性届曲分析）和地震作用分析等：第5章以工程实 例为背景，详细介绍如何利用ANSYS进行弦支弯项结构的参数化建模、等效节点荷载计算、 形态分析、优化设计、稳定分析、动力分析、风振响应分析和施工模拟分析：第6章详细介绍 如何使用ANSYS软件进行日照温度场下空间结构中外露构件的温度场分析：第7章以工程实 例为背景，详细介绍如何使用ANSYS软件的APDL语言进行空间锅结构的火灾反应分析：第 8章根据作者在学习、工作中的经验，给出ANSYS软件的一些使用经验和应用技巧.
本书适用于土木、力学、建筑等相关专业的高年级本科生、研究生和工程技术人员，并 且可作为高校或其他相关CAE培训机构的参考教材.
另外本书特别适合希望利用ANSYS的 APDL语言进行二次开发的读者.
本书主要由陈志华、刘红波、周婷、曲秀姝负责编写.
在编写过程中，天津大学建筑工 程学院博士生闫翔宇、硕士生王大伟和何彩云等为本书提供了宝贵的资料和建议，在此对他们 表示感谢.
在此还要感谢中国水利水电出版社/北京万水电子信息有限公司杨元泓等编辑为本书出版 而付出的辛勤劳动.
由于作者水平的局限，书中不当之处在所难免，欢迎读者朋友批评指正，作者联系方式 E-mail:zhchen@tju.edu.cn:hb_liu2008@163. 编者 2009年5月于天津大学
目 录 前言 第1章绪论 1 2.3.3查询函数 1.1空间钢结构概述 55 2.4流程控制 1.1.1空间钢结构的特点. - 1.1.2空间钢结构与计算机辅助设计. 条件分支 12ANSYS软件概述 2.4.2*DO-*ENDDO环 1.2.1ANSYS软件的应用现状 .* 59 2.4.3 函数表达式 1.2.2ANSYS软件在空间钢结构中的 0 2.5宏文件 应用优势. .62 .2 2.5.1 宏文件的创建 1.2.3ANSYS文件系统 63 2.5.2 宏文件的运行 1.3杆系结构有限元基本理论 第3章网架结构分析- 1.3.1结构的离散化 .7 3.1网架结构有限元模型 1.3.2单元分析 3.1.1Link8单元简介 1.3.3整体分析 12 3.1.2Beam4单元简介. 1.3.4结构的节点位移、支座反力与 .8 3.1.3建模中需要注意的问题. 杆件内力求解 .71 ..- 13 3.2用APDL语言实现空间网架结构的 1.3.5直接刚度法解平面刚架算例 .- 13 参数化建模 14ANSYS分析基本步骤 ...17 3.2.1 两向正交正放网架. . 72 1.4.1基本步骤 ... 17 3.2.2 两向正交斜放网架 1.4.2实例分析 .78 17 3.2.3 正放四角锥网 第2章APDL语 ..31 3.2.4 斜放四角锥网 .90 2.1参数与参数系统 31 3.3网架结构静力分析. 2.1.1参数 -31 3.4网架结构优化分析 2.1.2标量参数的定义与赋值 98 .1 3.4.1 结构优化概述 .98 2.1.3数组参数的定义与赋值 33 3.42结构优化在ANSYS中的实现.99 2.1.4参数的示与删除 ..38 3.4.3优化分析命令用简介 -100 22数据文件的读入与写出 ..41 3.5网架节点受力性能分析 .108 2.2.1使用*VREAD命令读取数据文件 第4章网壳结构分析 .-121 填充数. -- 41 4.1单层球面网壳结构的参数化建模 -121 2.2.2使用*TREAD命令读取数据文件 4.1.1 肋环型网壳参数化建楼 -121 并填充TABLE类型数组..4. 4.1.2 链或德勒型网壳参数化建模- -126 2.2.3使用*VWRITE命令写出数据文件.44 4.1.3 联方型网壳参数化建 .-129 2.3ANSYS数据库数据的课用 . 46 4.1.4凯威特网壳参数化建模 133 2.3.1*GET提取命令 ..46 4.1.5 短程线型网壳参数化建模. -137 2.3.2与*GET等价的内嵌提取函数.51 4.2等效节点荷载的施加一 .-143
