FEM 中性格式文件
本文档介绍如何使用 FEM 中性格式文件，使用这种文件可在 Creo Simulate 和 FEA 程序之间交换数据。要了解 FME 中性格式文件，请参阅以下内容：
关于 FEM 中性格式
使用 FEM 中性格式创建简要模型说明，方法是使用层次文件结构和对已定义数据的参考。
FEM 中性格式文件包含有关整个有限元模型的信息，包括以下数据：
• 元素类型及其拓扑的定义
• FEM 拓扑的说明 (即节点和元素)
• 属性
• 施加的载荷和约束
• 计算结果
目前，Creo Parametric 输出的 FEM 中性格式文件仅包含有关模型网格和载荷/约束的信息。对模型运行求解器后，必须将运算结果转换为 FEM 中性格式，然后才能在 Creo Simulate 中检索模型。
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Creo Parametric 使用 FEM 中性格式的修订版本 3。
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创建 FEM 中性格式文件时考虑以下约定：
• FEM 中性格式文件具有扩展名 .fnf。
• FEM 中性格式文件具有以下特性：
◦ 它是包含多个行的 ASCII 文件。
◦ 每行不多于 80 个字符。
◦ 可通过使用子行来继续更长的行。
◦ 除最后一个子行外，每个子行使用反斜杠符号 (\) 结束。
• FEM 中性格式不区分大小写。
• 以井号 (#) 开始的行以及空行将被视为备注并跳过 (第一行除外)。
FEM 中性格式文件中的信息被分成多个部分。每个截面均描述其自身的对象类别。FEM 中性格式文件中各部分的顺序至关重要，因为后面的部分可能需要从前面定义的部分中获取信息。可跳过与模型说明不相关的某些部分。
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FEM 中性格式向下兼容。
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FEM 中性格式文件必须以用于识别 FEM 中性格式的标识行开始。标识行格式如下。
#PTC_FEM_NEUT n <flags>
其中：
n FEM 中性格式文件的修订版本号 (对应规范的修订版本号)。默认值为 3。
标志保留以备将来使用。
标识行显示如下：
#PTC_FEM_NEUT 1
包括创建日期作为备注：
#DATE Wed Mar 22 13:56:07 EET 2000
定义对象
使用“指令”定义 FEM 中性格式文件中的各对象。指令行以百分比符号 (%) 开头。它由使用空格和/或制表符分隔的字段组成。
指令行包括以下组成部分：
• instruction 指明指令的关键字，例如 statistics
• obj_id 对象的整数控制滑块 (此 ID 不必连续)
• key 用于对象常规定义的字符串定义，或指定对象特征的其它字符串
• data 对象描述 (例如，放置、节点 ID 或元素类型)
指令格式如下：
%instruction <obj_id key> [: data ...]
编写指令时，请遵循以下一般性指导方针：
• 可使用关键字的标准缩写代替全称。也可定义和使用自己的别名。
• 可能有需要跳过字段的情况。例如，指令中的特定字段不适用时，或想使用此字段的系统默认值时。要跳过字段，请在要跳过的数据位置输入星号 (*)。在本文档中，可用星号 (*) 代替的字段的描述括在尖括号 (< >) 中，可省略的字段括在方括号 ([ ]) 中
• 对于指令中的最后几个字段，跳过它们即可省略。
• 以星号 (*) 或百分号 (%) 之外的其它字符开始的非空行是非法的，会产生错误。
可使用一个指令或一组指令定义对象。如果使用一组指令，请遵循以下指导方针：
• 如果对象包含多个指令，必须将这些对象合并成一组。
• 必须为组中的所有指令分配相同的指令关键字 obj_id。
• 必须为组中的第一个指令分配关键字定义 (DEF)。
要了解定义 FEM 中性格式文件时使用的指令和项，请参阅以下内容：
可用部分列表
FEM 中性格式文件中的各部分必须按以下顺序出现：
• HEADER 有关文件和 FEM 模型的一般信息。
• ELEM_TYPES 元素类型的定义。
• COORD_SYSTEMS 坐标系的定义。
• MATERIALS 模型中使用的材料的定义。
• PROPERTIES 模型中使用的元素属性的定义。
• MESH 模型的节点和元素的定义。
• MESH_TOPOLOGY 模型的曲面和边的定义。
• LOADS 施加的载荷/约束集的说明。
• ANALYSIS 分析类型的定义。
• RESULTS 模型的运算结果的说明。
可用指令列表
下表列出了支持的指令及其标准缩写，以及可能出现这些指令的部分。
|
指令名称
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缩写
|
部分名称
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|---|---|---|
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START_SECT
|
STS
|
|
|
END_SECT
|
ENS
|
|
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END
|
END
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于部分之外
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ALIAS
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ALS
|
使用别名前
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TITLE
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TTL
|
HEADER
|
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STATISTICS
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STT
|
HEADER
|
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ELEM_TYPE
|
ETP
|
ELEM_TYPE
|
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COORD_SYS
|
CS
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COORD_SYSTEMS
|
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MATERIAL
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MAT
|
MATERIALS
|
|
ELEM_PROP
|
EP
|
PROPERTIES
|
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ELEM_END_PROP
|
EEP
|
PROPERTIES
|
|
NODE
|
ND
|
MESH
|
|
ELEM
|
EL
|
MESH
|
|
EDGE
|
EDG
|
MESH_TOPOLOGY
|
|
SURFACE
|
SRF
|
MESH_TOPOLOGY
|
|
LOAD_TYPE
|
LTP
|
LOADS
|
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CON_CASE
|
CC
|
LOADS
|
|
LOAD
|
LD
|
LOADS
|
|
SOLUTION
|
SLU
|
ANALYSIS
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|
RESULT_TYPE
|
RTP
|
RESULTS
|
|
RESULT
|
RES
|
RESULTS
|
在本文档中，缩写显示在圆括号中。例如：RESULT_TYPE (RES)。
特殊指令
FEM 中性格式文件包括特殊指令。要了解这些特殊指令，请参阅以下主题：
部分的开始和结束
各个部分以指令 START_SECT (STS) 开始，以指令 END_SECT (ENS) 结束。
一个部分显示如下：
%START_SECT : section_name
......
%END_SECT
......
%END_SECT
END 指令
END 指令显示如下：
%END
END 指令是可选的。在 FEM 中性格式文件中，将跳过出现在 END 后面的所有行。
定义别名
ALIAS (ALS) 指令用于定义别名。
可为任何关键字 (instruction 或 key) 定义别名，并用它代替全称或缩写。
|
|
不要用为关键字和标准缩写保留的名称创建别名，这会产生错误。
|
如果为关键字定义多个别名，则只将最后一个视为有效。别名只能包含字母数字。
别名定义如下：
%ALIAS : keyword alias
其中：
keyword = 全称或缩写。
alias = 用户定义别名。
典型的别名
%ALIAS : CON_CASE C
%ALIAS : EL FEM_ELEMENT
%ALIAS : EL FEM_ELEMENT
指令中使用的一些字段的定义
FEM 中性格式指令可包括所有这些字段，视指令而定。要了解其中一些字段，请参阅以下主题：
参考 ID
使用以下格式参考各种几何对象的 ID：
• elem_id 模型中元素的 ID (任意正数)。
• node_id 模型中节点的 ID (任意正数)。
• node_in_el_id 元素中节点的 ID (范围从 1 到 num_nodes，其中 num_nodes 是元素的节点数)。元素中节点的顺序在 ELEM_TYPE 指令中定义。
• edge_in_el_id 元素中边的 ID (范围从 1 到 num_edges，其中 num_edges 是元素的边数)。元素中边的顺序在 ELEM_TYPE 指令中定义。
• face_in_el_id 元素中面的 ID (范围从 1 到 num_faces，其中 num_faces 是元素的面数)。元素中面的顺序在 ELEM_TYPE 指令中定义。
值类型
Value_type 出现在指令中，描述施加的载荷/约束和获得的结果。通常，格式如下：
data_type <MASKABLE>
其中：
data_type 是以下值之一：
• SCALAR (SCL)
• VECTOR_2 (VEC2) 具有两个分量的矢量
• VECTOR (VEC) 具有三个分量的矢量
• VECTOR_6 (VEC6) 具有 6 个分量的矢量
• TENSOR (TNS)
MASKABLE 指示指令可以跳过 (未定义的) 分量。只能为 VECTOR_6 定义 MASKABLE。
对于在 XYZ 坐标系中定义的 TENSOR，分量的顺序如下：
TX, TY, TZ, TXY, TYZ, TXZ
张量定义为：
T(X,Y,Z) = TX*X*X + TY*Y*Y + TZ*Z*Z + 2*TXY*X*Y + 2*TYZ*Y*Z + 2*TXZ*X*Z
语句 "Value corresponds to the given Value_type" 表示值为以下内容之一：
• 如果 Value_type 中 data_type 为 SCALAR，则值为 1 个标量
• 如果 Value_type 中 data_type 为 VECTOR_2，则值为 2 个标量
• 如果 Value_type 中 data_type 为 VECTOR，则值为 3 个标量
• 如果 Value_type 中 data_type 为 VECTOR_6 或 TENSOR，则值为 6 个标量
FEM 中性格式文件的各部分
有关 FEM 中性格式文件中各部分的列表，请参阅可用部分列表。
目前，Creo Parametric 输出的 FEM 中性格式文件包含除了 RESULTS 之外的所有部分。
求解器所创建的文件应包含输入文件 "model.fnf," 中的全部信息，并在此信息后添加 ANALYSIS 和 RESULTS 部分。这样，文件的结尾处将包含最初在输入文件中定义的全部信息，以及 ANALYSIS 和 RESULTS 数据。
运算结果应该与模型定义完全一致。
要了解这些部分以及其中包含的指令，请参阅以下主题：
HEADER 部分
HEADER 部分可包含 TITLE (TTL) 和 STATISTICS (STT) 指令。
TITLE (TTL) 指令
此指令显示如下：
%TITLE : Model_name
其中：
Model_name 是所描述模型的名称。
典型的标题
%TITLE : bracket
STATISTICS (STT) 指令
STATISTICS (STT) 指令提供有关模型中元素类型、坐标系、材料、元素属性、节点及元素数目的信息。
此指令的格式如下：
%STATISTICS : num_elem_types num_coord_systems num_materials\
num_properties num_nodes num_elements
其中：
num_elem_types 元素类型的数目。
num_coord_systems 坐标系的数目。
num_materials 模型中使用的材料的数目。
num_properties 定义的属性的数目。
num_nodes 模型中节点的数目。
num_elements 模型中元素的数目。
典型的统计
%STATISTICS : 2 1 2 5 21 33
ELEM_TYPES 部分
ELEM_TYPES 部分包含 ELEM_TYPE (ETP) 指令。
ELEM_TYPE (ETP) 指令
元素类型说明将定义元素的拓扑方案。它由包含以下数据的行组成：
• 作为图元的元素带关键字 DEF 的行
• 带关键字 EDGE 的每条边的行
• 带关键字 FACE 的每个面的行
带关键字 DEF 的 ELEM_TYPE 指令
带关键字 DEF 的 ELEM_TYPE 指令具有以下格式：
%ELEM_TYPE id DEF : Class Type <Sub_type Num_corner_nodes \
um_edges Num_faces
um_edges Num_faces
其中：
类为下列项之一：
• SOLID (SOL)，用于四面体元素
• SHELL (SHL)，用于三角形和四边形元素
• BAR，用于带 2 个节点的元素 (例如，BEAM 元素)
• POINT (PNT)，用于带 1 个节点的元素 (MASS 或 To Ground SPRING 元素)
类型的定义如以下受支持元素类型表所示。
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类
|
支持类型
|
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SOLID
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TETRA (TET)
|
|
SHELL
|
TRIANGLE (TRI)、
QUAD (QUA)
|
|
BAR
|
SPAR、
BEAM、
GAP、
ADV_BEAM (ADB)、
SPRING (SPR)、
ADV_SPRING (ADS)
LINK
|
|
POINT
|
MASS、TO GROUND SPRINGS
|
Sub_type 可以是 LINEAR (LIN) 或 PARABOLIC (PAR)。默认值为 LINEAR。如果类是 BAR 或 POINT，则必须跳过此字段。
典型 ELEM_TYPE 指令
%ELEM_TYPE 1 DEF : SOLID TETRA PARABOLIC 4 6 4
%ELEM_TYPE 3 DEF : SHELL QUAD LINEAR 4 4 2
%ELEM_TYPE 4 DEF : SHELL TRIANGLE PARABOLIC 3 3 2
%ELEM_TYPE 7 DEF : BAR GAP * 2 1 0
%ELEM_TYPE 8 DEF : POINT MASS * 1 0 0
%ELEM_TYPE 3 DEF : SHELL QUAD LINEAR 4 4 2
%ELEM_TYPE 4 DEF : SHELL TRIANGLE PARABOLIC 3 3 2
%ELEM_TYPE 7 DEF : BAR GAP * 2 1 0
%ELEM_TYPE 8 DEF : POINT MASS * 1 0 0
带 EDGE 关键字的 ELEM_TYPE 指令
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ELEM_TYPE 指令的数量等于带 DEF 关键字的 ELEM_TYPE 指令中给定的 Num_edges。
|
带 EDGE 关键字的 ELEM_TYPE 指令的格式如下：
%ELEM_TYPE id EDGE : edge_id Edge_placement
其中：
id 与 DEF 行中的相同。
Edge_placement 将按以下格式列出元素终止节点 ID 以及中节点 ID (仅用于 PARABOLIC sub_type)：
node_in_el_id_1 node_in_el_id_2 <midnode_in_el_id>
带 FACE 关键字的 ELEM_TYPE 指令
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这些指令的数量等于带关键字 DEF 的 ELEM_TYPE 指令中给定的 Num_faces。
|
格式如下：
%ELEM_TYPE id FACE :face_id Face_placement
其中：
id 与 DEF 行中的相同。
如果从正法线的末端向面查看，Face_placement 包括逆时针方向的元素面边的 ID。格式如下：
edge_in_el_id_1 edge_in_el_id_2 ...
ELEM_TYPE 指令的示例
%ELEM_TYPE 2 DEF : SHELL TRIANGLE PARABOLIC 3 3 2
%ELEM_TYPE 2 EDGE : 1 1 2 4
%ELEM_TYPE 2 EDGE : 2 2 3 5
%ELEM_TYPE 2 EDGE : 3 3 1 6
%ELEM_TYPE 2 FACE : 1 1 2 3 %ELEM_TYPE 2 FACE : 2 1 3 2
%ELEM_TYPE 2 EDGE : 1 1 2 4
%ELEM_TYPE 2 EDGE : 2 2 3 5
%ELEM_TYPE 2 EDGE : 3 3 1 6
%ELEM_TYPE 2 FACE : 1 1 2 3 %ELEM_TYPE 2 FACE : 2 1 3 2
COORD_SYSTEMS 部分
COORD_SYSTEMS 部分包含 COORD_SYS (CS) 指令。
COORD_SYS (CS) 指令
坐标系的描述包括具有以下关键字的五行：DEF、X_VECTOR、Y_VECTOR、Z_VECTOR、ORIGIN。
带 DEF 关键字的 COORD_SYS 指令
此指令的格式如下：
%COORD_SYS cs_id DEF [: <name <type ]
其中：
cs_id 为坐标系的 ID (从 1 开始)。
name (可选) 坐标系的名称。
type 为以下之一：
• CARTESIAN (CAR) 默认值
• CYLINDRICAL (CYL)
• SPHERICAL (SPH)
带 X_VECTOR 关键字的 COORD_SYS 指令
此指令的格式如下：
%COORD_SYS cs_id X_VECTOR : X_vect0 X_vect1 X_vect2
其中：
cs_id 为坐标系的 ID (从 1 开始)。
所述坐标系的 X-vector 的全局坐标 X_vect0、X_vect1 和 X_vect2。
X_VECTOR 的缩写形式为 X。
带 Y_VECTOR 关键字的 COORD_SYS 指令
此指令的格式如下：
%COORD_SYS cs_id Y_VECTOR : Y_vect0 Y_vect1 Y_vect2
其中：
cs_id 为坐标系的 ID (从 1 开始)。
所述坐标系的 Y-vector 的全局坐标 Y_vect0、Y_vect1 和 Y_vect2。
Y_VECTOR 的缩写形式为 Y。
带 Z_VECTOR 关键字的 COORD_SYS 指令
此指令的格式如下：
%COORD_SYS cs_id Z_VECTOR :Z_vect0 Z_vect1 Z_vect2
其中：
cs_id 为坐标系的 ID (从 1 开始)。
所述坐标系的 Z-vector 的全局坐标 Z_vect0、Z_vect1 和 Z_vect2。
Z_VECTOR 的缩写形式为 Z。
带 ORIGIN 关键字的 COORD_SYS 指令
此指令的格式如下：
%COORD_SYS cs_id ORIGIN : Orig0 Orig1 Orig2
其中：
cs_id 为坐标系的 ID (从 1 开始)。
所述坐标系的原点的全局坐标 Orig0、Orig1 和 Orig2。ORIGIN 的缩写形式为 ORG。
MATERIALS 部分
MATERIALS 部分包含 MATERIAL (MAT) 指令。
MATERIAL (MAT) 指令
带关键字 DEF 的指令 MATERIAL 会指定材料名称和类型。每个附加的 MATERIAL 指令包含表示此指令中要定义的材料属性的名称。
支持下列材料属性：
• YOUNG_MODULUS (YNG)
• POISSON_RATIO (PSN)
• SHEAR_MODULUS (SHR)
• MASS_DENSITY (DNS)
• THERMAL_EXPANSION_COEFFICIENT (TEC)
• THERM_EXPANSION_REF_TEMPERATURE (TER)
• STRUCTURAL_DAMPING_COEFFICIENT (SDP)
• STRESS_LIMIT_FOR_TENSION (SLT)
• STRESS_LIMIT_FOR_COMPRESSION (SLC)
• STRESS_LIMIT_FOR_SHEAR (SLS)
• THERMAL_CONDUCTIVITY (THC)
• EMISSIVITY (EMS)
• SPECIFIC_HEAT (SHT)
带 DEF 关键字的 MATERIAL 指令
此指令的格式如下：
%MATERIAL id DEF: mat_name <mat_type
其中：
id 材料 ID (以 1 开始)。
mat_name 材料的名称 (最多 32 个字符)。
mat_type 材料的类型。目前，系统仅支持一种类型：ISOTROPIC (默认)。
带 MAT_PROP 关键字的 MATERIAL 指令
此指令的格式如下：
%MATERIAL id MAT_PROP : data
其中：
id 材料 ID (与 DEF 行中的相同)。
Mat_prop 材料属性的名称之一 (请参阅 MATERIAL (MAT) 指令)。
data 取决于 Mat_prop。对于当前支持的所有属性，存在一个标量值。
|
|
未定义的材料属性假定为零。
|
典型材料指令
%MATERIAL 1 DEF : ALUM ISOTROPIC
MATERIAL 1 YOUNG_MODULUS : 1.900000E+07
MATERIAL 1 POISSON_RATIO : 2.100000E-01
%MATERIAL 1 SHEAR_MODULUS : 7.850000E+06
%MATERIAL 1 MASS_DENSITY : 2.830000E-01
%MATERIAL 1 THERMAL_EXPANSION_COEFFICIENT : 6.780000E+00
%MATERIAL 1 THERMAL_CONDUCTIVITY : 1.000000E-02
MATERIAL 1 YOUNG_MODULUS : 1.900000E+07
MATERIAL 1 POISSON_RATIO : 2.100000E-01
%MATERIAL 1 SHEAR_MODULUS : 7.850000E+06
%MATERIAL 1 MASS_DENSITY : 2.830000E-01
%MATERIAL 1 THERMAL_EXPANSION_COEFFICIENT : 6.780000E+00
%MATERIAL 1 THERMAL_CONDUCTIVITY : 1.000000E-02
PROPERTIES 部分
PROPERTIES 部分可包含以下指令：
• ELEM_PROP (EP)
• ELEM_END_PROP (EEP)
ELEM_PROP (EP) 指令：
ELEM_PROP 指令会定义元素属性。关键字 (当为 DEF 时除外) 是属性的名称。
对于具有附加终点属性的梁元素，关键字 REF 可用于引用指令，定义相应的终点属性 (即，ELEM_END_PROP)。
支持的元素属性 (ELEM_PROP 指令的关键字) 在下表中列出。
|
属性名
|
缩写
|
用于
|
|---|---|---|
|
THICKNESS
|
THI
|
SHELL 元素
|
|
CROSS_SECTION_AREA
|
XSA
|
BEAM 和 ADV_BEAM 元素
|
|
MASS_VALUE
|
MAS
|
MASS 元素
|
|
MOMENT_OF_INERTIA
|
INE
|
元素坐标系中 BEAM 和 MASS 元素的惯性矩
|
|
GAP_VALUE
|
GV
|
GAP 元素
|
|
NORMAL_STIFFNESS
|
NST
|
GAP 元素
|
|
SLIDE_STIFFNESS
|
SST
|
GAP 元素
|
|
EXTENSIONAL_STIFFNESS
|
EST
|
SPRING 元素
|
|
TORSIONAL_STIFFNESS
|
TST
|
SPRING 元素
|
|
VECTOR_STIFFNESS
|
VST
|
ADV_SPRING 元素
|
|
DAMPING
|
DMP
|
ADV_SPRING 元素
|
|
STRESS_RECOVERED
|
SRV
|
对于 ADV_BEAM 元素，它可以是 YES 或 NO 之一。
|
|
SHEAR_STIFF_FACTOR_IN_XZ_PLANE
|
SSZ
|
ADV_BEAM 元素
|
|
SHEAR_STIFF_FACTOR_IN_XY_PLANE
|
SSY
|
ADV_BEAM 元素
|
|
SHEAR_RELIEF_COEFF_IN_XZ_PLANE
|
SRZ
|
ADV_BEAM 元素
|
|
SHEAR_RELIEF_COEFF_IN_XY_PLANE
|
SRY
|
ADV_BEAM 元素
|
链接元素类型不具有任何与它关联的属性。
带 DEF 关键字的 ELEM_PROP 指令
此指令的格式如下：
%ELEM_PROP id DEF: elem_type_id <name
其中：
id 为属性集的 ID。
elem_type_id 为其定义属性的 ELEM_TYPE 的 ID。
name 为此属性集的名称 (如果其已命名)。
带 PROP_NAME 关键字的 ELEM_PROP 指令
此指令的格式如下：
%ELEM_PROP id PROP_NAME : data
其中：
id 所定义的属性集的 ID。
PROP_NAME 属性名称之一 (请参阅 ELEM_PROP (EP) 指令)。属性名称必须对于行 DEF 中引用的给定 ELEM_TYPE 有效。
data 取决于 PROP_NAME：
• 对于 MASS_VALUE、GAP_VALUE、NORMAL_STIFFNESS、SLIDE_STIFFNESS、EXTENSIONAL_STIFFNESS、TORSIONAL_STIFFNESS 和 CROSS_SECTION_AREA，data 是一个标量值。
• 对于 THICKNESS，data 是 num_nodes 标量值，每个元素节点一个；值以元素中节点 ID 的顺序排列 (num_nodes 是行 DEF 中引用的 ELEM_TYPE 角节点的数量)。
• 对于 MOMENT_OF_INERTIA，data 是一个矢量 (三个标量) 值。
• 对于 VECTOR_STIFFNESS 和 DAMPING，data 是元素说明中引用的坐标系中定义的一个矢量 (三个标量) 值。
典型 ELEM_PROP 指令
%ELEM_TYPE 2 DEF : SHELL TRIANGLE LINEAR 3 3 2
...
%ELEM_TYPE 3 DEF : BAR SPAR * 2 1 0
...
%ELEM_PROP 1 DEF : 2
%ELEM_PROP 1 THICKNESS : 0.5 0.6 1.0
...
%ELEM_PROP 2 DEF : 3
%ELEM_PROP 2 CROSS_SECTION_AREA : 0.01
...
%ELEM_TYPE 3 DEF : BAR SPAR * 2 1 0
...
%ELEM_PROP 1 DEF : 2
%ELEM_PROP 1 THICKNESS : 0.5 0.6 1.0
...
%ELEM_PROP 2 DEF : 3
%ELEM_PROP 2 CROSS_SECTION_AREA : 0.01
带 REF 关键字的 ELEM_PROP 指令
此指令的格式如下：
%ELEM_PROP id REF: node_in_el_id end_prop_id
其中：
node_in_el_id 是元素内部的节点 ID 号。
end_prop_id 指的是相应的 ELEM_END_PROP 指令。
ELEM_END_PROP (EEP) 指令
|
属性名
|
缩写
|
用于
|
|---|---|---|
|
CROSS_SECTION_AREA
|
XSA
|
BEAM 和 ADV_BEAM 元素
|
|
PIN_FLAG
|
PIN
|
ADV_BEAM 元素
|
|
MOMENT_OF_INERTIA_ABOUT_Z_AXIS
|
MIZ
|
ADV_BEAM 元素
|
|
MOMENT_OF_INERTIA_ABOUT_Y_AXIS
|
MIY
|
ADV_BEAM 元素
|
|
AREA_PRODUCT_OF_INERTIA
|
API
|
ADV_BEAM 元素
|
|
TORSION_STIFFNESS_PARAMETER
|
TSP
|
ADV_BEAM 元素
|
|
NONSTRUCT_MASS_PER_UNIT_LENGTH
|
NML
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Y_COORD_OF_POINT_C
|
YCC
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Z_COORD_OF_POINT_C
|
ZCC
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Y_COORD_OF_POINT_D
|
YCD
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Z_COORD_OF_POINT_D
|
ZCD
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Y_COORD_OF_POINT_E
|
YCE
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Z_COORD_OF_POINT_E
|
ZCE
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Y_COORD_OF_POINT_F
|
YCF
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Z_COORD_OF_POINT_F
|
ZCF
|
ADV_BEAM 元素
|
|
NONSTR_MASS_MOMENT_PER_UNIT_LEN
|
NMU
|
ADV_BEAM 元素
|
|
WARPING_COEFFICIENT
|
WRC
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Y_COORD_OF_GRAVITY_CENTER
|
YGC
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Z_COORD_OF_GRAVITY_CENTER
|
ZGC
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Y_COORD_OF_NEUTRAL_AXIS
|
YNA
|
ADV_BEAM 元素
|
|
Z_COORD_OF_NEUTRAL_AXIS
|
ZNA
|
ADV_BEAM 元素
|
以上列出的所有终点属性均为标量。
带 DEF 关键字的 ELEM_END_PROP 指令
此指令的格式如下：
%ELEM_END_PROP id DEF: elem_type_id <name
其中：
id 为属性集的 ID。
elem_type_id 为其定义此集的 ELEM_TYPE 的 ID。
name 为此属性集的名称 (如果其已命名)。
带 PROP_NAME 的 ELEM_END_PROP 指令
此指令的格式如下：
%ELEM_END_PROP id PROP_NAME : data
其中：
id 是所定义的属性集的 ID。
PROP_NAME 是以上列出的关键字之一。属性名称必须对于行 DEF 中引用的给定 ELEM_TYPE 有效。
data 取决于 PROP_NAME。
典型 ELEM_END_PROP 指令
%ELEM_TYPE 3 DEF : BAR BEAM * 2 1 0 ...
%ELEM_PROP 2 DEF : 3
%ELEM_PROP 2 REF : 1 5
%ELEM_PROP 2 REF : 1 7
%ELEM_PROP 2 MOMENT_OF_INERTIA : 0. 0. 0.
...
%ELEM_END_PROP 5 DEF : 3
%ELEM_END_PROP 5 CROSS_SECTION_AREA : 0.1
...
%ELEM_END_PROP 7 DEF : 3
%ELEM_END_PROP 7 CROSS_SECTION_AREA : 0.21
...
%ELEM_PROP 2 DEF : 3
%ELEM_PROP 2 REF : 1 5
%ELEM_PROP 2 REF : 1 7
%ELEM_PROP 2 MOMENT_OF_INERTIA : 0. 0. 0.
...
%ELEM_END_PROP 5 DEF : 3
%ELEM_END_PROP 5 CROSS_SECTION_AREA : 0.1
...
%ELEM_END_PROP 7 DEF : 3
%ELEM_END_PROP 7 CROSS_SECTION_AREA : 0.21
...
MESH 部分
MESH 部分可包含以下指令：
• NODE (ND)
• ELEM (EL)
NODE (ND) 指令
此指令的格式如下：
%NODE node_id DEF : placement <cs_id
其中：
node_id 模型中的节点 ID (以 1 开头)。
placement 节点坐标矢量。
cs_id 对此点所应用的约束所使用的坐标系的 ID。如果跳过，会使用默认坐标系。
典型节点指令
%NODE 1 DEF : 0.8 -0.88 9. 2
%NODE 2 DEF : 0. 1. 2.
%NODE 2 DEF : 0. 1. 2.
ELEM (EL) 指令
此指令的格式如下：
%ELEM elem_id DEF : elem_type_id <material_id <prop_id placement
其中：
elem_id 是模型中该元素的 ID (以 1 开头)。
elem_type_id 指的是 ELEM_TYPE 说明。
material_id 指的是 MATERIAL 说明 (MASS、SPRING 和 ADVANCED SPRING 元素不需要)。
prop_id 指的是 ELEM_PROP 说明 (对某些元素可以不定义)。
placement 根据 ELEM_TYPE 说明元素放置。
元素放置
此指令的格式如下：
node1_id node2_id ... [cs_id] [offsets]
对于 SOLID 和 SHELL 元素，放置是所有元素节点的 node_id 的列表。首先应该以 ELEM_TYPE 中引用的顺序列出角节点；然后再以元素边的顺序列出中节点。格式如下：
node1_id ... nodeN_id
其中：
N 相应 ELEM_TYPE 定义中线性元素的 num_nodes，或者抛物线元素的 num_nodes (num_nodes + num_edges)。
对于 MASS 和 To Ground SPRING 元素，放置定义如下：
node_id <cs_id
其中：
node_id 元素节点的 ID。
cs_id 为元素坐标系的 ID。对于 MASS 元素，只有为元素定义了惯量，才需要 cs_id；即，定义了 Prop_id，并且它会引用带 MOMENT_OF_INERTIA 行的属性集。
对于 SPAR、GAP、SPRING 元素，放置为：
node1_id node2_id
其中：
node1_id、node2_id 为其终止节点的 ID。
对于 BEAM、ADV_BEAM 元素，放置定义如下：
node1_id node2_id cs_id <offset1 offset2>
其中：
node1_id、node2_id 为其终止节点的 ID。
cs_id 为元素坐标系的 ID。
offset1 矢量表示在元素坐标系中第一个杆的末端与节点 1 的偏移。
offset2 矢量表示在元素坐标系中第二个杆的末端与节点 2 的偏移。
offset1 和 offset2 的默认值是零矢量。
对于 ADV_SPRING 元素，放置为：
node1_id node2_id cs_id
其中：
node1_id、
node2_id
其终止节点的 ID。
cs_id 为元素坐标系的 ID。
请参阅以下示例：
%ELEM_TYPE 5 DEF : BAR BEAM * 2 1 0
...
...
%COORD_SYS 3 DEF : * CARTESIAN
%COORD_SYS 3 X_VECTOR : 0. 1. 0.
%COORD_SYS 3 Y_VECTOR : 1. 0. 0.
%COORD_SYS 3 Z_VECTOR : 0. 0. -1.
%COORD_SYS 3 ORIGIN : 0.88 -99. -1.5
...
...
%ELEM_PROP 2 DEF : 5
%ELEM_PROP 2 CROSS_SECTION_AREA : 0.01 0.021
%ELEM_PROP 2 MOMENT_OF_INERTIA : 0. 0. 0.
...
...
%MATERIAL 1 DEF : ALUM ISOTROPIC
%MATERIAL 1 YOUNG_MODULUS : 1.900000E+07
%MATERIAL 1 POISSON_RATIO : 2.100000E-01
...
...
...
%NODE 7 DEF : 0.88 -99. -1.5 .88 -99. -1.5
%NODE 8 DEF : 0.88 0. -1.5 .88 0. -1.5
%ELEM 10 DEF : 5 1 2 7 8 3 0.1 0. 0. 0. 0. 0.
...
...
%COORD_SYS 3 DEF : * CARTESIAN
%COORD_SYS 3 X_VECTOR : 0. 1. 0.
%COORD_SYS 3 Y_VECTOR : 1. 0. 0.
%COORD_SYS 3 Z_VECTOR : 0. 0. -1.
%COORD_SYS 3 ORIGIN : 0.88 -99. -1.5
...
...
%ELEM_PROP 2 DEF : 5
%ELEM_PROP 2 CROSS_SECTION_AREA : 0.01 0.021
%ELEM_PROP 2 MOMENT_OF_INERTIA : 0. 0. 0.
...
...
%MATERIAL 1 DEF : ALUM ISOTROPIC
%MATERIAL 1 YOUNG_MODULUS : 1.900000E+07
%MATERIAL 1 POISSON_RATIO : 2.100000E-01
...
...
...
%NODE 7 DEF : 0.88 -99. -1.5 .88 -99. -1.5
%NODE 8 DEF : 0.88 0. -1.5 .88 0. -1.5
%ELEM 10 DEF : 5 1 2 7 8 3 0.1 0. 0. 0. 0. 0.
MESH_TOPOLOGY 部分
MESH_TOPOLOGY 部分可包含以下指令：
• EDGE (EDG)
• SURFACE(SRF)
带 DEF 关键字的 EDGE (EDG) 指令
此指令的格式如下：
%EDGE edge_id DEF: <num_nodes>
其中：
edge_id 边的 ID。
num_nodes 边上节点的数目。
带 NODES 关键字的 EDGE (EDG) 指令
此指令的格式如下：
%EDGE edge_id NODES: <corner_node_id>
其中：
corner_node_id 沿着边的角节点 ID 的列表。列表的长度为 num_nodes。
带 DEF 关键字的 SURFACE (SRF) 指令
此指令的格式如下：
%SURFACE surface_id DEF: <num_faces>
其中：
surface_id 曲面的 ID。
num_faces 曲面上面的数目。
带 FACES 关键字的 SURFACE (SRF) 指令
此指令的格式如下：
%SURFACE surface_id FACES: <elem_id face_id>
其中：
elem_id face_id 元素和面 ID 对的列表。列表的长度为 num_faces。
LOADS 部分
LOADS 部分可包含以下指令：
• LOAD_TYPE (LTP)
• CON_CASE (CC)
LOAD_TYPE (LTP) 指令
此指令的格式如下：
%LOAD_TYPE id DEF: Name Placement_type Value_type
其中：
Name 是上载/约束的名称。它可以是以下项之一：
• PRESSURE (COEFF)
• FORCE (FOR)
• MOMENT (MOM)
• DISPLACEMENT (DSP)
• TEMPERATURE (TEM)
• ACCELERATION (ACC)
• ANG_VELOCITY (AVE)
• CONVECTION (CNV)
• HEAT_FLUX (HFL)
• HEAT_SOURCE (HSR)
• FREQ_RANGE (FRQ)
• NUM_MODES (MNU)
• INIT_GUESS (ING)
Placement_type 可以为以下之一：BODY、ELEM、ELEM_FACE、ELEM_EDGE、NODE。
典型 LOAD_TYPE 指令
%LOAD_TYPE 1 DEF : DISPLACEMENT NODE VECTOR_6 MASKABLE
%LOAD_TYPE 3 DEF : FORCE NODE VECTOR
%LOAD_TYPE 5 DEF : ACCELERATION BODY VECTOR
%LOAD_TYPE 7 DEF : TEMPERATURE NODE SCALAR
%LOAD_TYPE 3 DEF : FORCE NODE VECTOR
%LOAD_TYPE 5 DEF : ACCELERATION BODY VECTOR
%LOAD_TYPE 7 DEF : TEMPERATURE NODE SCALAR
CON_CASE (CC) 指令
此指令的格式如下：
%CON_CASE id DEF : name <num_steps
其中：
name 分析的名称。
num_steps 随时间变化分析的步骤数 (留待以后使用)。系统默认值为 1。
典型 CON_CASE 指令
%CON_CASE 1 DEF : Case1
指令 LOAD (LD)
此指令的格式如下：
%LOAD id DEF : load_type_id con_case_id <step \
<cs_type> <cs_id <mask
%LOAD id VAL : <placement value
其中：
load_type_id 指的是 LOAD_TYPE。
con_case_id 指的是包含此载荷/约束的 CON_CASE。如果此分析随时间变化并且载荷/约束包含在一个步骤中，则从 1 开始指定实例号。
cs_type 表示该值是在全局坐标系 (GCS)、本地节点坐标系 (NCS) 还是本地元素坐标系 (ECS) 中定义。对于 SCALAR 值，应该跳过 cs_type。默认为 GCS。
cs_id 指的是坐标系的定义。
0 或 1 的掩码字符串，用于定义 MASKABLE 值的掩码 (请参阅 LOAD_TYPE (LTP) 说明)。
placement 取决于相应的 LOAD_TYPE。
value 与 LOAD_TYPE 中定义的 Value_type 对应。对于 MASKABLE 载荷，它仅包含带 1 元件的值。
放置
如果 LOAD_TYPE 中的 Placement_type 是：
• BODY 则 placement 不存在。
• ELEM 则 placement 为 elem_id。
• ELEM_FACE 则 placement 为 elem_id face_in_el_id。
• ELEM_EDGE 则放置为 elem_id edge_in_el_id。
• NODE 则放置为 node_id。
请参阅以下示例：
%NODE 5 DEF : 0.88 -99. -1.5
...
%NODE 15 DEF : 11. -11. 0.11
...
%LOAD_TYPE 3 DEF : DISPLACEMENT NODE VECTOR_6 MASKABLE
...
%LOAD 1 DEF : 3 1 * GCS * 111000
%LOAD 1 VAL : 5 0. 0. 0.
%LOAD 1 VAL : 15 3. 4. 5.
...
%NODE 15 DEF : 11. -11. 0.11
...
%LOAD_TYPE 3 DEF : DISPLACEMENT NODE VECTOR_6 MASKABLE
...
%LOAD 1 DEF : 3 1 * GCS * 111000
%LOAD 1 VAL : 5 0. 0. 0.
%LOAD 1 VAL : 15 3. 4. 5.
ANALYSIS 部分
ANALYSIS 部分可包含 SOLUTION (SLU) 指令。
带 DEF 关键字的 SOLUTION 指令
此指令的格式如下：
%SOLUTION id DEF : type <sub_type
其中：
type 分析类型。它可以是 STRUCTURAL、THERMAL 或 MODAL。
sub_type STATIC (类型 STRUCTURAL 的默认值) 或 STEADY_STATE (类型 THERMAL 的默认值)。
带 CON_CASES 关键字的 SOLUTION 指令
此指令的格式如下：
%SOLUTION id CON_CASES : con_case_ids
其中：
con_case_ids 要在求解器的此次运行中求解的分析的 ID (请参阅 CON_CASE 指令)。
典型 SOLUTION 指令
%SOLUTION 1 DEF : STRUCTURAL STATIC
%SOLUTION 1 CON_CASES : 1 3 4 7
%SOLUTION 1 CON_CASES : 1 3 4 7
RESULTS 部分
RESULTS 部分可包含以下指令：
• RESULT_TYPE (RTP)
• RESULT (RES)
RESULT_TYPE (RTP) 指令
此指令的格式如下：
%RESULT_TYPE id DEF : Name Placement_type Value_type
其中：
Name 是结果的名称。它可以是以下项之一：
• DISPLACEMENT (DSP)
• STRESS (STR)
• STRAIN (STN)
• REACTION_FORCE (RF)
• ERROR_ESTIMATE (ERR)
• THERMAL_STRAIN (THS)
• TEMPERATURE (TEM)
• HEAT_FLUX (HFL)
• HEAT_GRADIENT (HGR)
• MODE_FREQUENCY (FRQ)
Placement_type 以下类型之一：
• ELEM 是元素结果 (当前可能只是 ERROR_ESTIMATE)。
• ELEM_NODE 是为每个元素节点定义的非平均数据 (例如，STRESS、STRAIN、THERMAL_STRAIN、HEAT_FLUX、HEAT_GRADIENT)
• NODE 是节点数据 (例如，DISPLACEMENT、REACTION_FORCE、TEMPERATURE)。
• BODY 是整个模型结果 (当前它可能只是 MODE_FREQUENCY)。
下表列出了实体元素结果类型。
|
Placement_type
|
Result_type
|
|---|---|
|
NODE
|
DISPLACEMENT, REACTION_FORCE, STRESS, STRAIN, TEMPERATURE, HEAT_FLUX, HEAT_GRADIENT
|
|
ELEM
|
ERROR_ESTIMATE
|
|
ELEM_NODE
|
STRESS, STRAIN, THERMAL_STRAIN, HEAT_FLUX, HEAT_GRADIENT
|
|
BODY
|
MODE_FREQUENCY
|
下表列出了壳单元结果类型。
|
Placement_type
|
Result_type
|
|---|---|
|
NODE
|
DISPLACEMENT, REACTION_FORCE, STRESS, STRAIN, TEMPERATURE, HEAT_FLUX, HEAT_GRADIENT
|
|
ELEM
|
ERROR_ESTIMATE
|
|
ELEM_NODE
|
STRESS, STRAIN, THERMAL_STRAIN, HEAT_FLUX, HEAT_GRADIENT
|
|
BODY
|
MODE_FREQUENCY
|
|
ELEM_FACE
|
ERROR_ESTIMATE (对于两侧的不同值)
|
|
FACE_NODE
|
STRESS、STRAIN (对于两侧的不同值)
|
请参阅以下示例：
%RESULT_TYPE 1 DEF : DISPLACEMENT NODE VECTOR_6
%RESULT_TYPE 3 DEF : STRESS ELEM_NODE TENSOR
%RESULT_TYPE 4 DEF : ERROR_ESTIMATE ELEM SCALAR
%RESULT_TYPE 3 DEF : STRESS ELEM_NODE TENSOR
%RESULT_TYPE 4 DEF : ERROR_ESTIMATE ELEM SCALAR
RESULT (RES) 指令
此指令的格式如下：
%RESULT id DEF : result_type_id con_case_id <step/mode> <cs_type>
%RESULT id VAL : placement value
%RESULT id VAL : placement value
其中：
result_type_id 指的是 RESULT_TYPE。
con_case_id 指的是为其获取结果的分析。如果分析有步骤，必须指定步骤数。
step/mode 是用于动态和模态分析的时间步长或模式编号。
cs_type 表示值在全局坐标系 (GCS)、本地节点坐标系 (NCS) 还是本地元素坐标系 (ECS) 中定义。对于 SCALAR 值，应该跳过它。默认为 GCS。
placement 取决于 RESULT_TYPE 中定义的 Placement_type。
value 与 RESULT_TYPE 中定义的 Value_type 对应。
结果放置
根据 RESULT_TYPE 指令中给定的 Placement_type，下表列出了可能的放置。
|
Placement_type
|
Placement
|
|
ELEM
|
elem_id
|
|
ELEM_FACE
|
elem_id face_in_el_id
|
|
ELEM_NODE
|
elem_id node_in_el_id
|
|
FACE_NODE
|
elem_id face_in_el_id node_in_el_id
|
|
NODE
|
node_id
|
|
BODY
|
none
|
%ELEM_TYPE 1 DEF : SHELL TRIANGLE LINEAR 3 3 2
%ELEM_TYPE 1 EDGE : 1 1 2
%ELEM_TYPE 1 EDGE : 2 2 3
%ELEM_TYPE 1 EDGE : 3 3 1
%ELEM_TYPE 1 FACE : 1 1 2 3
%ELEM_TYPE 1 FACE : 2 1 3 2
%RESULT_TYPE 1 DEF : DISPLACEMENT NODE VECTOR_6
%RESULT_TYPE 2 DEF : STRESS FACE_NODE TENSOR\ ECS
%RESULT_TYPE 3 DEF : ERROR_ESTIMATE ELEM SCALAR
%ELEM 5 DEF : 1 ....
# Displacement
%RESULT 1 DEF : 1 1
# in node17
%RESULT 1 VAL : 17 1. 2. 3. 0. 0. 0.
# in node 25
%RESULT 1 VAL : 25 11. 22. 33. 0. 0. 0.
...
# Stress
%RESULT 20 DEF : 2 1 * ECS
# in SHELL element #5, face 1 (top), node #1
%RESULT 20 VAL : 5 1 1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 -0.6
# in SHELL element #5, face 2 (bottom), node #1
%RESULT 20 VAL : 5 2 1 ...
# in SHELL element #5, face 2 (bottom), node #3
%RESULT 20 VAL : 5 2 3 ...
...
# Error Estimate
%RESULT 50 DEF : 3
# on element #5, Face 1 (Top)
%RESULT 50 VAL : 5 1 0.5
# on element #5, Face 2 (Bottom)
%RESULT 50 VAL : 5 2 0.05
%ELEM_TYPE 1 EDGE : 1 1 2
%ELEM_TYPE 1 EDGE : 2 2 3
%ELEM_TYPE 1 EDGE : 3 3 1
%ELEM_TYPE 1 FACE : 1 1 2 3
%ELEM_TYPE 1 FACE : 2 1 3 2
%RESULT_TYPE 1 DEF : DISPLACEMENT NODE VECTOR_6
%RESULT_TYPE 2 DEF : STRESS FACE_NODE TENSOR\ ECS
%RESULT_TYPE 3 DEF : ERROR_ESTIMATE ELEM SCALAR
%ELEM 5 DEF : 1 ....
# Displacement
%RESULT 1 DEF : 1 1
# in node17
%RESULT 1 VAL : 17 1. 2. 3. 0. 0. 0.
# in node 25
%RESULT 1 VAL : 25 11. 22. 33. 0. 0. 0.
...
# Stress
%RESULT 20 DEF : 2 1 * ECS
# in SHELL element #5, face 1 (top), node #1
%RESULT 20 VAL : 5 1 1 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 -0.6
# in SHELL element #5, face 2 (bottom), node #1
%RESULT 20 VAL : 5 2 1 ...
# in SHELL element #5, face 2 (bottom), node #3
%RESULT 20 VAL : 5 2 3 ...
...
# Error Estimate
%RESULT 50 DEF : 3
# on element #5, Face 1 (Top)
%RESULT 50 VAL : 5 1 0.5
# on element #5, Face 2 (Bottom)
%RESULT 50 VAL : 5 2 0.05