吳艷華，郝艷華

（華僑大學機電及自動化學院，福建泉州362021）

1 引言

ANSYS有限元分析軟件憑借強大的前后處理和求解功能，在工程分析的各領域得到廣泛應用。但ANSYS軟件自身的建模系統(tǒng)功能較弱，一般采用外部軟件建模導入ANSYS軟件進行有限元分析，一旦生成圖形就不能進行大的尺寸修改。即所建立的模型只有1次使用效率，遇到類似圖形也必須重新建立模型。在ANSYS軟件中建立1類模型的參數(shù)化接口，可以實現(xiàn)參數(shù)的界面化載入，有效地減少了工程計算的工作量。

本文以ANSYS11.0軟件為開發(fā)平臺，結合VC++6.0及UIDL 2次開發(fā)語言，開發(fā)了專用于榫連接結構的有限元分析工作平臺。

2 ANSYS軟件的2次開發(fā)工作平臺

ANSYS軟件的2次開發(fā)工作平臺的建立，實質上是在該軟件的用戶界面中調用外部程序。VC++參數(shù)界面的調用是通過創(chuàng)建專用ANSYS軟件啟動路徑文件來實現(xiàn)的。

2.1 榫結構工作平臺簡介

榫連接結構工作平臺的目標是實現(xiàn)參數(shù)的窗口式導入、接觸分析及優(yōu)化、優(yōu)化參數(shù)下的接觸分析檢驗等。要實現(xiàn)這些功能添加只需在ANSYS軟件窗口界面中添加榫連接結構對應的菜單工具條即可。榫連接結構菜單功能控制文件的流程如圖1所示。

上述菜單Design System是添加到ANSYS軟件界面MainMenu下，包含Compressor和Tubine 2個子菜單，分別表示使用榫連接結構的2種機械:壓氣機和渦輪。本文主要對壓氣機中的2維榫連接結構進行開發(fā)。在最后的“功能項”中是各外部程序塊的調用按鈕。

2.2 創(chuàng)建啟動ANSYS軟件的路徑文件[1]

編寫ANSYS軟件路徑的目的是在該軟件啟動時的菜單環(huán)境中使用榫連接結構所需的專用環(huán)境。首先，創(chuàng)建用戶運行路徑，如：（E:UIDL）；其次，復制ANSYS軟件安裝目錄下的文件menulist110.ans、UIMENU.GRN、UIFUNC1.GRN、UIFUNC2.GRN、MECHTOOL.AUI到新建的用戶運行路徑下。最后，用UitraEdit方式修改menulist110.ans文件中各文件的路徑為新建的路徑即可。如：(X:······ANSYSIncv110ANSYSguien-usuidlUIMENU.GRN)修改為(E:UIDLUIMENU.GRN)。

完成上述步驟后，保存文件，自定義的ANSYS軟件運行路徑就生成了。

2.3 形成用戶菜單

上述路徑下運行的ANSYS軟件界面與系統(tǒng)環(huán)境下的界面相同，這是因為沒有加入用戶自定義的菜單結構塊和功能結構塊等內容。

結構塊部分是對ANSYS軟件圖形用戶界面各部分內容的具體定義。分為2類：1類是菜單結構塊，用于建立主菜單及各級子菜單；另1類是功能結構塊，用于建立主菜單或子菜單下的各功能菜單的命令，主要建立一些對話框、拾取框和隱含操作(如讀入文件等)[2－4]。

所有結構塊都必須有結構塊頭部、數(shù)據控制部分和結構塊尾部3部分。結構塊頭部的作用是定義該結構塊的名稱、位置以及功能描述。本文的界面需要編寫的有2部分，分別在控制文件UIMENU.GRN和UIFUNC2.GRN中完成。

2.3.1 菜單結構塊

在控制文件UIMENU.GRN中需要添加1個菜單結構塊，以實現(xiàn)在ANSYS軟件菜單上添加菜單項Design System。該菜單結構塊中描述了新添加的菜單的作用及內容：包含2個子菜單項-Compressor和Turbine，是子菜單的容器。

菜單結構塊的定義一般包含5條命令，即菜單結構塊的內部名、ANSYS軟件索引行、菜單結構塊的類型、菜單結構塊標題和結束命令。在菜單結構塊標題后可加入菜單結構塊要實現(xiàn)的內容。如圖2所示。

在建立用戶自定義的控制文件UIMENU.GRN時，必須注意以下3點[5]。

（1）菜單結構塊的定義必須在結束命令(:E END)或分隔符(!)之后，結構必須完整。

（2）菜單結構塊定義完成后，控制文件的修改并未完成，還需在“MenuRoot”后的菜單描述中加入該菜單結構塊的內部名。

（3）刪除該文件中“:X INDEX ADDED BY ANSYS”命令后的所有內容，以便在運行時，ANSYS軟件重新分配各菜單結構塊的索引值。

執(zhí)行上述操作后，ANSYS軟件執(zhí)行文件中的主菜單文件完成，在運行時，ANSYS軟件主菜單中將添加Design System菜單項。添加后的菜單如圖3所示。

2.3.2 功能結構塊

對子菜單的進一步定義在控制文件UIFUNC2.GRN中完成。子菜單中包含下1級子菜單和功能項菜單。功能結構塊的編寫規(guī)則與菜單結構塊的規(guī)則相似，實現(xiàn)的功能有Compressor、Turbine、Dovetail、2D、3D、Plan Contact Area、Contact Analysis、Check Analysis、Cylinder Contact Area、Cylinder ANSYS Analysis等10個。其含義如圖4所示。

功能結構塊的定義類似于菜單結構塊，也是由結構塊的內部名、ANSYS軟件索引行、結構塊類型、結構塊標題和結束命令組成。

功能結構塊在定義時，只需完成相應功能即可。不需要對UIFUNC.GRN文件的其它部分進行修改。

2.3.3 榫連接結構的工作平臺

完成上述工作后，榫連接結構接觸分析工作平臺基本建成。運行工作平臺的方法不同于傳統(tǒng)的ANSYS軟件，用戶要進入ANSYS product launcher窗口，選擇Work directory為用戶創(chuàng)建的目錄(注意必須是ANSYS 110.ans文件所在目錄)，然后運行，此時ANSYS軟件ANSYS軟件界面才是用戶創(chuàng)建的界面。榫連接結構工作平臺界面如圖5所示。

以Plan Contact Area功能菜單為例，在點擊該項時，ANSYS軟件界面將調用外部程序VC++參數(shù)化模型程序，其

界面如圖6所示。

3 結束語

榫連接結構工作平臺實現(xiàn)了圓弧形和圓柱形榫結構的參數(shù)化、接觸分析、校驗分析等功能。適用所有同類型不同尺寸的榫結構的分析，簡化了用戶對榫連接結構分析的建模過程（直接輸入參數(shù)即可）,在很大程度上縮短了工程人員在分析過程中的時間消耗。

[1] 段志東，張克華.ANSYS圖形用戶界面二次開發(fā)[J].蘭州鐵道學院學報，2002（2）：44-46.

[2] 劉曜，王高平.UIDL語言在ANSYS參數(shù)化建模中的應用[J].機電產品開發(fā)與創(chuàng)新，2008（1）.

[3] 吳鵬，曾紅，韓邁.基于ANSYS的二次開發(fā)技術的實現(xiàn)方法[J].遼寧工學院學報，2004(10).

[4] 程進，江見鯨，肖汝誠，等.基于ANSYS的程序界面設計及應用[J].四川建筑科學研究，2002（6）.

[5] 美國ANSYS公司.UIDL使用指南[Z].U.S.A:ANSYS INC，2001.