ANSYS Workbench自动批量导出数据方法

13天前浏览1714

本文摘要：（由ai生成）

本文探讨了詹姆斯-韦布太空望远镜主反射镜的轻量化设计挑战，并提出了使用ANSYS Workbench和经典界面结合命令流，实现多工况、多载荷步分析结果数据自动批量导出的方法。这种方法不仅提高了数据处理效率，也为反射镜面的光学性能预估提供了便利。对于多工况优化设计具有重要意义。

1 问题描述

随着詹姆斯-韦布太空望远镜(JWST)发射升空，新的天文观测时代已经到来。它使人类得以窥见迄今为止最遥远、最清晰的宇宙天体红外图像。这些美轮美奂的图像得益于它的6.6米超大口径主反射镜。

由光学定律可知，主反射镜的口径越大，望远镜的分辨率就越高，视野越广阔，图像越清晰。为了提高望远镜的分辨率和成像质量，对更大口径的主反射镜的需求是永无止境的。

式中，θ ——反射镜的极限分辨角；

D——反射镜的有效口径；

λ——波长。

然而，反射镜的口径越大，制造难度越大，其重量、体积等急剧增加，超出现有火箭的运载能力！因此需要对反射镜进行轻量化设计，甚至地面折叠在轨展开等。

在实现超轻量化结构设计的同时，反射镜需能够在自重、温差、平面度不耦合等复杂力热环境下满足光学使用要求。红外光学系统对主反射镜面形一般要求RMS≤ λ/30（λ=632.8nm，可见光学系统要求更高）。

显然，反射镜轻量化结构设计是一个以光学指标为约束，以自重、温差、平面偏差等为负载，以超轻量化率为目标的多工况、多载荷步优化设计问题。因此反射镜轻量化设计时，需要借助ANSYS等有限元分析软件进行迭代计算。

然而，ANSYS求解后，我们需要反复将分析结果以数据形式导出，以便将数据导入专业的数据分析软件（如MATLAB、Mathematica、SPSS、Excel等）中进行后处理操作。

如下图所示，通过利用MATLAB强大的数值计算功能，分离反射镜面在自重、温差和平面度不耦合等多重因素影响下的刚体位移，拟合畸变的反射镜面，从而预估反射镜面的光学性能，如慧差、像散、RMS，PV等。

对于单一工况的少量数据，我们可以通过手动操作导出数据。但是对于多工况、多载荷步的大量数据，采用手动操作的方式，显然是费时费力、很不现实的。

本文以实例操作的形式，演示ANSYS Workbench自动批量导出结果数据方法，不仅可以自动批量的将分析结果导出，而且可以将每个工况、每个载荷步的分析数据分别保存在同一个文件中。

2 读取结果数据

该方法基于ANSYS强大的命令流(ANSYS Workbench常用命令流)实现，因此我们先将ANSYS Workbench的分析结果导入到ANSYS经典界面中。具体操作步骤如下：

Step 1：在ANSYS Workbench的Mechanical界面下，前处理后、Solve求解前，单击Analysis Settings，在下方面板的Analysis Data Management中设置Save MAPDL_db为Yes，如下图所示。（特别重要操作，否则ANSYS经典界面无法打开结果文件）

Step 2：点击Solve求解后，关闭Mechanical界面，返回到ANSYS Workbench主界面，右击项目流程图中的Solution，单击Transfer Data To New，选择Mechanical APDL，将ANSYS Workbench的分析结果数据传递到ANSYS经典界面中，如下图所示。

Step 3：右击项目流程图中的Solution，选择Update，进行结果更新，如下图所示。

Step 4：右击Mechanical APDL下的Analysis，选择Edit in Mechanical APDL，进入ANSYS经典界面，如下图所示。

Step 5：此时，ANSYS经典界面一片漆黑，没有模型显示，说明模型还未成功导入，点击左上角RESUME_DB，如下图所示。

Step 6：展开模型树中的General Postproc，展开Read Results，双击Last Set，读取ANSYS Workbench的分析结果，如下图所示。

3 批量导出数据

通过上述操作后，我们已将ANSYS Workbench的分析结果成功导入到ANSYS经典界面中，接下来就可以通过命令流实现分析结果的批量导出。具体操作步骤如下：

Step 1：将指定点、线、面等几何体的节点编号保存为文本文件（如nodenum.txt），然后将该文件保存在工作目录\files\dp0\APDL\ANSYS下。（重要操作，否则命令流无法读取节点编号）

Step 2：用记事本编写并保存如下代码：

/post1m=“指定点、线、面的节点总数”!定义一个数组用于存放数据*dim,nudenum_1, array, m, 1 ！将保存的文本文件存放到数组   *vread,nodenum_1,nodenum,txt （f15.0）                                      ！定义一个保存数据矩阵，shell，m行4列*dim,shell, array, m, 4 *do, i, 1, “工况总数”, 1 set, i *cfopen, surface_%i%, txt *do, j, 1, m, 1      ! 获取x坐标*get, shell (j,1), node, j, loc,x! 获取y坐标*get, shell (j,2), node, j, loc,y! 获取z坐标*get, shell (j,3), node, j, loc,z ! 获取欲导出数据*get, shell (j,4), node, j, temp ! 命名数据导出后的文件名称txt_1=shell (j,1) txt_2=shell (j,2) txt_3=shell (j,3) txt_4=shell (j,4) *vwrite, txt_1,txt_2, txt_3,txt_4(3e15.6, 3e15.6, 3e15.6, 3e15.6) *enddo *enddo *cfclos finish