断语句,但总的来说还是难以用来编写结构清晰的程序。它虽然提供了参数的界面输入,但功能还不是太强,交互性不够流畅。针对这种情况,本文用VC++6.0开发框筒结构-桩筏基础-土相互作用有限元分析程序(简称LWS程序)。
本程序设计目标是利用VC++6.0对ANSYS进行封装。用VC++6.0对ANSYS模拟框筒结构-桩筏基础-土相互作用进行二次开发,用户只需输入诸如地震波、计算时间步长、阻尼比等物理性能参数等,系统就能自动调用ANSYS计算程序,自动进行网格划分、地震动加载以及自动求解。该系统由于前台开发友好、方便、易用的人机交互界面,对复杂的、难于理解和掌握的ANSYS命令流进行后台封装,因此,程序设计可让即使从未认真
学习过ANSYS软件的工程
设计人员也能很好地借助本系统进行结构抗震性能有限元分析,具有较强的处理实际问题能力。
用户输入计算参数,即可调用后台的ANSYS命令进行计算,ANSYS把计算结果返回给用户,进行后处理。
程序设计的主要原则和功能如下:
(1)方便原则,即程序模块应具有良好的用户界面和易用性。程序前台设计采用Windows提供的标准图形用户界面(GUI),用户无须接受专门训练即可使用。同时,程序应具有良好的容错和纠错能力,避免用户操作不当造成损失。
(2)程序系统能够提供用户以下功能:
①允许用户可以根据实际计算工况,输入特定的计算参数,包括地震波选择、计算时间步长、地震波调幅与否等。
②用户在输入各种参数以后、进行计算之前可以对输入的数据进行修改、添加和删除操
作,以保证输入正确的参数。
③用户通过界面调用后台的ANSYS命令流进行计算,能够得到最后的计算结果文件,供用户进行后处理和结果分析。
④用户可以添加新的功能或新的二次开发以实现程序升级。
(3)程序应具有良好的可移植性,不依赖于特定的硬件设备,只要能安装ANSYS和VC++6.0的硬件环境都能使用本系统,保证程序使用的广泛性。
(4)程序代码应具有开放性和可重用性。这样,在进一步的设计中,能保证设计者可以方便地对代码进行修改扩充;同时,提供一定的设计接口,新的设计者可以根据接口,无须对程序进行大幅度的修改,就可以进行新的开发,以适应新的特殊要求。
程序的开发平台是Microsoft VC++6.0、ANSYS6.1,基于WindowsXP编程。程序实现是利用微软提供的Windows编程接口MFC和ANSYS公司的ANSYS/Multiphysics产品,采用面向对象的程序设计方法。
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程序的主要模块和设计
如图3-2所示,程序的主要模块有:用户界面模块、ANSYS计算模块、VC调用接口模块和VC后处理模块,分别论述如下:
3.1 ANSYS模块
ANSYS为了满足用户的特殊需求,建立了开放的体系结构,提供了二次开发接口APDL、UIDL和UPFs(User Programming Features,用户编程特性)等。其中,ANSYS接口允许用户将自己的VC代码连到ANSYS中去,或将ANSYS作为子程序调用,从而使ANSYS具备特殊的功能。
本文的ANSYS模块是使用APDL语言进行二次开发的。在上面的二次开发中用到了参数化设计方法。参数是APDL的变量(它们更象FORTRAN变量,而不像FORTRAN参数),不必明确声明参数类型,所有数值变量都以双精度数存储。被使用但未声明的参数都被赋予接近0的“极小值”。在二次开发中使用参数化设计方法,增强了程序的易读性和可移植性。用户无须了解程序的具体结构只需改变参数值就可自动调用ANSYS模块。
3.2 VC调用模块
VC调用模块在该系统中起着接受用户界面的输入、创建进程调用ANSYS模块进行计算的重要作用。有两项工作是在实现在VC程序中调用ANSYS必须做的,一是要使接口程序能够修改ANSYSB的命令流文件路径及文件名称,这可通过注册表编程实现;二是要能在接口程