MATLAB调用ANSYS进行有限元分析_采用matlab与ansys apdl联合的方法,一键批量计算所有截面的实常

在有限元分析中，当我们需要改变模型的多个物理参数反复进行分析求解。在ANSYS环境下重复操作费时费力。因此，可以使用MATLAB和ANSYS联合进行求解。
MATLAB调用ANSYS进行有限元分析步骤如下：

1. MATLAB生成数据，并以科学计数法的形式写出到一个txt文件“input.txt”中；
2. 编写ansys的APDL程序，在MATLAB环境下调用APDL程序，ANSYS以batch方式运行进行分析求解，并输出想要分析的结果，写出到一个txt文件“output.txt”中；；
3. MATLAB调用“output.txt”，进行数据分析。

在上述步骤中，有3个 最最核心的关键：

1. 以科学计数法的形式生成数据文件“input.txt”，是为了能够让“input.txt”正确调用到创建的ANSYS数组中，只有数据正确调用到ANSYS中才能准确进行有限元求解。（科学计数法的形式是目前我发现的最方便调用的数据形式）

%% 将matlab中的样本数据以科学计数法的形式导出成txt文件
sample = [2.5e-3, 2.1e11, 1.185e-3, 2.1e11, 3.031e-3, 2.1e11, 5.0e4, 5.0e4 5.0e4];
fid = fopen('truss.txt', 'wt');                                % -t模式按照文本而非二进制模式读写 
fprintf(fid,[repmat('  %.4e  ', 1, size(sample,2)), '\n'], sample');      % 转置并适时(写完一列后)添加换行
fclose(fid); 
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2. 在编写APDL代码时，首先要创建一个数组用于储存输入数据“input.txt”，

! 文件写入
*Create, dataread, mac
*DIM, input, array, 1, 9                    ! 创建样本数据存储的数组
*VREAD, input(1,1), F:\MATLAB_ANSYS\input, TXT, , JIK, 9, 1
(9f14.4)
*End
Dataread
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然后进行有限元分析之后，对于想要输出的结果进行输出，创建一个数组储存想要输出的数据并将其写出到一个txt文件“output.txt”。

! 将数据导出
*DIM, output, array, 1, 1                    ! 创建数据存储的数组
*get, output(1), node, 5, U, y   ! 返回节点5的Y位置，并将结果作为output存储。 
*create, datawrite, mac
*cfopen, F:\MATLAB_ANSYS\output, txt
*vwrite, output(1,1)
  (f14.6)
*cfclose
*end
Datawrite
finish
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上述代码具体含义参考；
使用MATLAB和ANSYS解决大量不同几何参数和荷载样本下连续求解结点位移.

3. MATLAB调用ANSYS的操作流程

% ansys 版本中的可执行文件,path中有空格要加：""
ansys_path=strcat('"E:\ANSYS150\ANSYS Inc\v150\ansys\bin\winx64\ansys150.exe"');
% jobname，不需要后缀
jobname='truss';
% 是命令流文件，也就是用ansys写的apdl语言，matlab调用时，他将以批处理方式运行，需要后缀
skriptFileName='F:\MATLAB_ANSYS\truss_ansys.mac';
% 输出文件所在位置，输出文件保存了程序运行的相关信息，需要后缀
outputFilename='F:\MATLAB_ANSYS\ans.out';
% 最终总的调用字符串,其中：32代表空格的字符串ASCII码
sys_char=strcat('SET KMP_STACKSIZE=2048k &',32,ansys_path,32,...
    '-b -p ane3fl -i',32,skriptFileName,32,...
    '-j',32,jobname,32,...
    '-o',32,outputFilename),
% 调用ANSYS
ans1=system(sys_char);
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上述代码具体含义参考；
Matlab调用ANSYS的三种方法.

之后再用matlab调用ANSYS的输出文件“output.txt”就可以进行数据分析了。