什么是命令流？

命令流本质上是一个文本文件，通常以 .mac (Macro) 或 .txt 为扩展名，它由一系列 ANSYS 命令组成，这些命令按顺序执行，可以完成从几何建模、网格划分、求解到后处理的所有分析步骤。

优点：

• 自动化与可重复性： 对于标准化的分析流程，编写一次命令流，可以一键重复执行,避免手动操作的繁琐和错误。
• 参数化分析： 可以定义变量，轻松修改模型的尺寸、材料属性、载荷等,进行参数化研究和优化设计。
• 版本控制： 命令流是纯文本文件，可以使用 Git 等版本控制工具进行管理,方便追溯修改历史和团队协作。
• 高性能计算： 在进行大规模计算时，通常需要通过命令流在后台或集群上提交作业,图形界面无法使用。
• 精细化控制： 可以访问一些在图形界面中隐藏或不易设置的深层参数和选项。

如何获取命令流？

获取命令流主要有以下三种方式：

记录日志文件 (最常用)

这是学习命令流最直接的方法。

1. 启动 ANSYS：在开始分析之前，确保你已经启用了日志记录功能。
   • 在经典界面中，通常默认开启，如果没有，可以在 Utility Menu > File > Jobname 中查看或设置。
   • 在 Workbench 中，可以在 Tools > Options > Mechanical 中设置日志文件。
2. 执行操作：像平常一样，通过图形界面完成你的所有操作（创建几何、划分网格、施加载荷、求解等）。
3. 保存日志：分析完成后，退出 ANSYS，系统会自动生成一个以你的任务名命名的日志文件，jobname.log。
4. 提取命令：用文本编辑器（如 Notepad++, VS Code, ANSYS 自带的文本编辑器）打开这个 .log 文件，你会看到所有你操作的记录，你需要清理这个文件，删除一些无关的注释、错误信息和重复的命令，整理成一个可重复执行的宏文件（.mac）。

使用 ANSYS 命令对象

在 ANSYS Mechanical (Workbench) 环境中，每个分析步骤都对应一个“命令对象”。

1. 在左侧的“大纲树”中，右键点击任何一个步骤（如“Setup”或“Solution”）。
2. 选择 Commands。
3. 一个新的 Commands 步骤会被添加到大纲树中。
4. 点击这个 Commands 步骤，下面的“详细设置”窗口会显示该步骤对应的 APDL 命令，你可以直接在这里编辑、添加或修改命令,这些命令会在求解时自动执行。

手动编写

对于有经验的用户，可以直接在文本编辑器中编写命令流，这需要对 APDL 语法非常熟悉。

命令流的基本结构和语法

一个完整的命令流通常包含以下几个部分：

! --------------------------
! 1. 初始化与预处理
! --------------------------
/PREP7          ! 进入预处理模块，用于建模和网格划分
! --------------------------
! 2. 参数定义 (可选但推荐)
! --------------------------
! 定义几何参数
length = 100    ! 长度 100mm
width = 50      ! 宽度 50mm
thickness = 5   ! 厚度 5mm
! 定义材料参数
EX_steel = 2.1e11 ! 弹性模量 210 GPa
NUXY_steel = 0.3 ! 泊松比 0.3
! --------------------------
! 3. 创建几何模型
! --------------------------
! 创建关键点
K, 1, 0, 0, 0
K, 2, length, 0, 0
K, 3, length, width, 0
K, 4, 0, width, 0
! 创建线
L, 1, 2
L, 2, 3
L, 3, 4
L, 4, 1
! 创建面
AL, 1, 2, 3, 4
! --------------------------
! 4. 定义材料属性
! --------------------------
! 创建材料号 1
MP, EX, 1, EX_steel
MP, NUXY, 1, NUXY_steel
! --------------------------
! 5. 网格划分
! --------------------------
! 选择面
ASEL, S, AREA,, 1
! 设置单元类型和实常数
ET, 1, PLANE182       ! 2D实体单元
KEYOPT, 1, 3, 1       ! 平面应力选项
R, 1, thickness      ! 厚度实常数
! 划分网格
AMESH, ALL
! --------------------------
! 6. 施加载荷和约束
! --------------------------
! 约束左边所有节点的X和Y方向自由度
NSEL, S, LOC, X, 0
D, ALL, UX, 0
D, ALL, UY, 0
ALLSEL
! 在右边施加一个Y方向的均布压力
SF, ALL, PRES, 1000 ! 1000 N/m 的压力
! --------------------------
! 7. 求解
! --------------------------
/SOLU             ! 进入求解模块
SOLVE             ! 执行求解
FINISH            ! 退出求解模块
! --------------------------
! 8. 后处理
! --------------------------
/POST1            ! 进入通用后处理模块
SET, LAST         ! 读取最后一步的结果
! 显示 von Mises 应力云图
PLNSOL, S, EQV, 0, 1.0
! 查询特定节点的结果
NSEL, S, LOC, X, length  ! 选择右边的节点
PRNSOL, U, Y             ! 打印Y方向位移
PRNSOL, S, X             ! 打印X方向应力
ALLSEL
FINISH             ! 退出后处理模块

关键语法规则：

• ：注释符号。 后面的内容为注释,程序不会执行。
• ：斜杠命令，用于切换模块或执行特定功能，如 /PREP7, /SOLU, /POST1,它们通常独占一行。
• ：赋值符号,用于给参数赋值。
• 命令：由字母、数字和特定符号组成，通常大写（不区分大小写，但大写是惯例）。
• 参数：由字母开头，可以包含字母、数字和下划线，如 length, width。
• ：续行符，如果一个命令太长，可以用 符号连接下一行。
• *`**：宏控制符号，用于创建宏文件（如CREATEEND）和循环（如DOENDDO`）。

一个简单的完整示例：悬臂梁分析

下面是一个完整的 ANSYS APDL 命令流,用于分析一个简单的悬臂梁在端部受力时的变形和应力。

! ==========================================
! 悬臂梁静力学分析 APDL 命令流
! ==========================================
! --- 1. 初始化 ---
/FILNAME, Cantilever_Beam, 0  ! 设置文件名 Static Analysis of a Cantilever Beam ! 设置标题
/PREP7                          ! 进入预处理模块
! --- 2. 定义参数 ---
! 几何参数 (单位: mm)
L_beam = 200    ! 梁长度
H_beam = 20     ! 梁高度
W_beam = 10     ! 梁宽度
! 载荷 (单位: N)
F_force = 1000  ! 端部集中力
! 材料参数 (钢)
E_modulus = 2.1e5 ! 弹性模量 (MPa)
P_ratio = 0.3   ! 泊松比
! --- 3. 创建几何 ---
! 创建关键点
K, 1, 0, 0, 0
K, 2, L_beam, 0, 0
K, 3, L_beam, H_beam, 0
K, 4, 0, H_beam, 0
! 创建线
L, 1, 2
L, 2, 3
L, 3, 4
L, 4, 1
! 创建面
AL, 1, 2, 3, 4
! --- 4. 定义材料 ---
! 创建材料号 1
MP, EX, 1, E_modulus
MP, PRXY, 1, P_ratio
! --- 5. 网格划分 ---
! 选择面
ASEL, S, AREA,, 1
! 设置单元类型 (2D平面应力单元)
ET, 1, PLANE182
KEYOPT, 1, 3, 3 ! 平面应力 (带厚度)
! 设置厚度
REAL, 1
R, 1, W_beam
! 划分网格
AMESH, ALL
ALLSEL
! --- 6. 施加载荷和约束 ---
! 约束左端所有自由度 (固定端)
NSEL, S, LOC, X, 0
D, ALL, ALL, 0
ALLSEL
! 在右端中心点施加向下的集中力
NSEL, S, LOC, X, L_beam
NSEL, R, LOC, Y, H_beam/2
F, ALL, FY, -F_force
ALLSEL
! --- 7. 求解 ---
/SOLU
SOLVE
FINISH
! --- 8. 后处理 ---
/POST1
SET, LAST
! 显示变形云图
/DSCALE, AUTO, 1
PLDISP
! 显示 von Mises 应力云图
PLNSOL, S, EQV, 0, 1.0
! 查询最大变形和最大应力
*GET, MAX_DISP, NODE, 0, U, Y, MAX
*GET, MAX_STRESS, NODE, 0, S, EQV, MAX
! 将结果输出到窗口
*status, parm
*msg, INFO
The maximum displacement is %MAX_DISP% mm.
The maximum von Mises stress is %MAX_STRESS% MPa.
*endmsg
FINISH

如何执行命令流？

1. 在 ANSYS 中执行：

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 打开 ANSYS Mechanical APDL (Classic) 界面。
   • 在命令输入窗口 (Input Window) 中，直接输入 /INPUT, your_macro_file, mac 然后按回车。
   • 或者，使用菜单 Utility Menu > File > Read Input from...，选择你的 .mac 或 .txt 文件。

2. 在 Workbench 中执行：

   • 在项目 schematic 中，右键点击 Setup 或 Solution 单元格。
   • 选择 Commands。
   • 在下面的 Details of Commands 窗口中，点击 Edit，然后粘贴你的命令流代码，或者使用 Import 功能导入命令流文件。

命令流是 ANSYS 强大功能的基石，虽然初学者会觉得它比图形界面复杂，但一旦掌握，你将拥有无与伦比的分析效率和灵活性,建议的学习路径是：

1. 从记录日志开始：先在 GUI 中操作，然后分析日志文件,理解每个命令的作用。
2. 尝试修改命令流：尝试在日志文件的基础上修改参数,看看结果如何变化。
3. 学习高级功能：逐步学习 *DO 循环、*IF 条件判断和宏定义,实现更复杂的自动化分析。

希望这份详细的指南能帮助你入门 ANSYS 命令流！