一种埋地管道参数化分析方法
阅读：807发布：2020-05-15
专利汇可以提供一种埋地管道参数化分析方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种埋地管道参数化分析方法。首先利用ANSYS 软件 自身提供的参数化设计语言，将埋地管道 有限元分析 的全过程用APDL命令流表示，实现整个分析过程的参数化。然后利用VB对ANSYS进行后台封装，用户只需在VB界面中输入有关管道、道路和 载荷 等有效的计算参数，VB便可自动生成相应APDL命令流文件，并在后台调用ANSYS进行Batch批处理计算，最后将ANSYS计算结果通过VB结果显示界面以图形或表格等形式返回给用户，实现整个分析过程的 可视化 。本发明将复杂的埋地管道仿真分析过程进行了参数化与可视化，不仅降低了对用户有限元知识的要求，特别是对于序列性埋地管道的分析而言，省去了大量建模和网格划分等步骤所需的时间，极大提高了设计人员的工作效率。，下面是一种埋地管道参数化分析方法专利的具体信息内容。
1.一种埋地管道参数化分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、启动VB程序，编制埋地管道参数化分析系统界面；
步骤S2、在VB参数输入界面中输入埋地管道仿真计算所需参数；
步骤S3、将VB获得的参数转化为ANSYS能够识别的APDL语言，并生成相应的埋地管道仿真分析输入命令流文件；
步骤S4、VB后台调用ANSYS批处理程序并执行上述生成的输入命令流文件；
步骤S5、将ANSYS计算结果返回给VB界面。
2.根据权利要求1所述的一种埋地管道参数化分析方法，其特征在于，所述步骤S1中埋地管道参数化分析系统界面具体为：用户登陆界面、主界面、参数输入界面及结果显示界面；其中，用户登陆界面用于进行用户识别，所有用户均需正确输入用户名和密码后方可登录系统进行操作使用；主界面包括文件、设置、数据、结果、报告和帮助主菜单，用户可以在此界面选择所要分析的埋地管道类型或进行相关设置。
3.根据权利要求1所述的一种埋地管道参数化分析方法，其特征在于，所述步骤S2中埋地管道仿真计算所需参数包括三个方面的信息，即管道信息、道路信息和载荷信息，其中管道信息包括管道结构参数、管道材料属性参数，道路信息包括道路各层材料属性参数，载荷信息包括管道内压、管道温差、车速和轮压载荷参数；所输入的参数需确保ANSYS能有效地完成埋地管道力学仿真分析。
4.根据权利要求1所述的一种埋地管道参数化分析方法，其特征在于，所述步骤S3中将VB获得的参数转化为ANSYS能够识别的APDL语言的方法为：利用VB语言，将用户在VB界面输入的参数与ANSYS命令流的参变量对应起来，并通过VB的文本接口，生成相应的.txt文件，用以保存输入参数对应的APDL命令，最后将该文件嵌入到埋地管道仿真分析的输入命令流文件中，实现VB与ANSYS之间的数据传递。
5.根据权利要求1所述的一种埋地管道参数化分析方法，其特征在于，所述步骤S4中VB后台调用ANSYS批处理程序的方法为：通过VB中的shell（）函数调用ANSYS，该函数用于执行包括*.exe 文件在内的可执行文件；ANSYS后台启动后，自动读入上述生成的输入命令流文件，并进行批处理计算，实现VB与ANSYS的接口连接。
6.根据权利要求1所述的一种埋地管道参数化分析方法，其特征在于，所述步骤S5中为了在VB中直接查看埋地管道仿真结果并直观显示出来，需要在输入的命令流文件中编写相应的后处理命令，将需要查看的数据结果保存到工作目录中；另外，为了对结果进行一个比较全面的查看，结果显示界面包括直管计算结果和弯管计算结果两大类，每一类里面又包括查看图形结果、查看文本结果、查看节点结果数据和生成分析报告四个部分。
一种埋地管道参数化分析方法
技术领域
背景技术
[0002] 管道运输由于其不仅运输量大、占地少、费用低，并可实现全面自动化等特点，被广泛应用在市政、水利和能源等领域，成为现代生活中一种必不可少的基础设施。其中，埋地管道具有节省地上空间、减少自然和人为破坏等优点，优越性更加显著。然而，目前许多早期修建的油气管道经过多年的服役，已进入事故多发期。埋地管道运行环境复杂，承受载荷种类较多，在管道结构自重、覆土压力、管道内压、温度载荷和路面交通荷载等载荷的联合作用下，易发生疲劳破坏、变形失稳、甚至脆性断裂等事故，造成巨大经济损失和人员伤亡。管道埋置于地下，极具隐蔽性，检修工作难以开展。因此，有必要加强对埋地管道的结构分析。
[0003] 埋地管道结构分析往往涉及到几何非线性、材料非线性和接触非线性等复杂问题，导致对管道-土壤-载荷耦合系统求解困难，使其难以通过常规的解析方法得以解决。ANSYS是目前常见的一种大型通用有限元分析软件，可以用来进行结构、热、流体、电磁、声学或其之间相互耦合等问题的求解，被广泛应用在石油化工、机械制造、航天航空等各个领域。但有限元分析过程中实体建模和网格划分等操作均需花费大量时间，特别是对于大型、复杂的有限元模型或序列性产品而言，过程繁琐、效率低下。APDL是一种ANSYS专用的解释性语言，可采取对变量进行参数化的方式，实现整个有限元分析过程的参数化。通过简单地修改其中的参数，就可以反复分析各种尺寸、载荷大小不同的序列性产品，极大提高分析效率。然而，有限元不仅技术门槛较高，而且APDL又存在图形交互性不够、分析过程不够直观等问题，故可进一步利用VB可视化技术对有限元分析的参数化命令进行封装，对ANSYS进行二次开发。本发明涉及的一种埋地管道参数化分析方法可以方便快捷地对埋地管道进行结构仿真分析，不仅降低了对用户有限元知识的要求，而且极大提高了设计人员的工作效率。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种埋地管道参数化分析方法，使埋地管道仿真分析的全过程参数化和可视化，降低有限元使用门槛，提高实际工程中埋地管道结构分析效率，降低成本。
[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种埋地管道参数化分析方法，包括如下步骤：步骤S1、启动VB程序，编制埋地管道参数化分析系统界面；
步骤S2、在VB参数输入界面中输入埋地管道仿真计算所需参数；
步骤S3、将VB获得的参数转化为ANSYS能够识别的APDL语言，并生成相应的埋地管道仿真分析输入命令流文件；
步骤S4、VB后台调用ANSYS批处理程序并执行上述生成的输入命令流文件；
步骤S5、将ANSYS计算结果返回给VB界面。
步骤S2、在VB参数输入界面中输入埋地管道仿真计算所需参数；
步骤S3、将VB获得的参数转化为ANSYS能够识别的APDL语言，并生成相应的埋地管道仿真分析输入命令流文件；
步骤S4、VB后台调用ANSYS批处理程序并执行上述生成的输入命令流文件；
步骤S5、将ANSYS计算结果返回给VB界面。
[0006] 进一步地，所述步骤S1中埋地管道参数化分析系统界面具体为：用户登陆界面、主界面、参数输入界面及结果显示界面；其中，用户登陆界面用于进行用户识别，所有用户均需正确输入用户名和密码后方可登录系统进行操作使用；主界面包括文件、设置、数据、结果、报告和帮助等主菜单，用户可以在此界面选择所要分析的埋地管道类型或进行相关设置。
[0007] 进一步地，所述步骤S2中埋地管道仿真计算所需参数包括三个方面的信息，即管道信息、道路信息和载荷信息，其中管道信息包括管道结构参数、管道材料属性参数，道路信息包括道路各层材料属性参数，载荷信息包括管道内压、管道温差、车速和轮压等载荷参数；所输入的参数需确保ANSYS能有效地完成埋地管道力学仿真分析。
[0008] 进一步地，所述步骤S3中将VB获得的参数转化为ANSYS能够识别的APDL语言的方法为：利用VB语言，将用户在VB界面输入的参数与ANSYS命令流的参变量对应起来，并通过VB的文本接口，生成相应的.txt文件，用以保存输入参数对应的APDL命令，最后将该文件嵌入到埋地管道仿真分析的输入命令流文件中，关键VB代码如下：Open "E: \Pipeline.txt" For Output As #1
Print #1, "*SET,D,"; Format(Text1.Text, "0.000")
其中，"E: \Pipeline.txt"为保存输入参数对应的APDL命令流文件，“*SET”为ANSYS中给用户命名的参数赋值的命令，最后在ANSYS的输入命令流文件中添加"/input，' Pipeline '，'txt'，'E: \'，， 0"语句，即可实现VB与ANSYS之间的数据传递。
Print #1, "*SET,D,"; Format(Text1.Text, "0.000")
其中，"E: \Pipeline.txt"为保存输入参数对应的APDL命令流文件，“*SET”为ANSYS中给用户命名的参数赋值的命令，最后在ANSYS的输入命令流文件中添加"/input，' Pipeline '，'txt'，'E: \'，， 0"语句，即可实现VB与ANSYS之间的数据传递。
[0009] 进一步地，所述步骤S4中VB后台调用ANSYS批处理程序的方法为：通过VB中的shell（）函数调用ANSYS，该函数用于执行包括*.exe 文件在内的可执行文件；ANSYS后台启动后，自动读入上述生成的输入命令流文件，并进行批处理计算，实现VB与ANSYS的接口连接。关键VB代码如下：Dim X
X = Shell("D:\ANSYS\……\ansys140.exe -b -p ane3fl -dir D:\
PipelineAnalysis -j Pipeline -i input.log -o output.log")
其中：“D:\ANSYS\……\ansys140.exe”为ANSYS安装路径，“-b”为设置ANSYS的Simulation Environment为ANSYS Batch，“-p”为设置ANSYS License对应的产品特征代码，此处用的是ane3fl，为Multiphsics模块的特征代码，“-dir”为设置工作路径，“-j”为设置工程文件名称，“-i”为ANSYS输入的命令流文件，“-o”为ANSYS输出的结果文件，一般为*.log文件。
X = Shell("D:\ANSYS\……\ansys140.exe -b -p ane3fl -dir D:\
PipelineAnalysis -j Pipeline -i input.log -o output.log")
其中：“D:\ANSYS\……\ansys140.exe”为ANSYS安装路径，“-b”为设置ANSYS的Simulation Environment为ANSYS Batch，“-p”为设置ANSYS License对应的产品特征代码，此处用的是ane3fl，为Multiphsics模块的特征代码，“-dir”为设置工作路径，“-j”为设置工程文件名称，“-i”为ANSYS输入的命令流文件，“-o”为ANSYS输出的结果文件，一般为*.log文件。
[0010] 进一步地，所述步骤S5中为了在VB中直接查看埋地管道仿真结果并直观显示出来，需要在输入的命令流文件中编写相应的后处理命令，将需要查看的数据结果保存到工作目录中；另外，为了对结果进行一个比较全面的查看，结果显示界面包括直管计算结果和弯管计算结果两大类，每一类里面又包括查看图形结果、查看文本结果、查看节点结果数据和生成分析报告四个部分。具体为：（1）查看图形结果：查看图形结果界面设置有位移、应力等基本力学指标的查看按钮，为了能让熟悉ANSYS操作的用户对计算结果进一步查看分析，还设置有转入ANSYS平台按钮。该部分主要是利用VB中的LoadPicture函数将ANSYS后处理得到的图形结果加载到VB窗体的Image控件中。关键APDL命令流如下：
/SHOW,JPEG,,0
/TITLE, Contour of sum displacements in Model !定义图片标题
/POST1
PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 !显示位移云图
/SHOW,CLOSE
FINISH
/rename,Pipeline000.jpg,,,'D:\PipelineAnalysis\model_weiyi.jpg' !图片重命名
关键VB代码如下：
Image1.Picture = LoadPicture("D:\PipelineAnalysis\model_weiyi.jpg ")其中“D:\PipelineAnalysis”为设置的ANSYS工作路径。
/SHOW,JPEG,,0
/TITLE, Contour of sum displacements in Model !定义图片标题
/POST1
PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 !显示位移云图
/SHOW,CLOSE
FINISH
/rename,Pipeline000.jpg,,,'D:\PipelineAnalysis\model_weiyi.jpg' !图片重命名
关键VB代码如下：
Image1.Picture = LoadPicture("D:\PipelineAnalysis\model_weiyi.jpg ")其中“D:\PipelineAnalysis”为设置的ANSYS工作路径。
[0011] （2）查看文本结果：查看文本结果界面可以查看ANSYS结果输出文件，该文件详细记录了ANSYS所有执行的命令和计算进程中的相关信息。另外，还可以获取埋地管道最大位移、最大应力值及其对应的节点编号等。该部分主要是利用了VB中的RichTextBox文本框控件，该控件克服了标准TextBox控件能够输入的最大字符数约为32KB的限制。关键APDL命令如下：CMSEL,S,CM_PIPELINE !选择管道所有节点
CMPLOT
NSORT,S,EQV,
*GET,MAX_SEQV,SORT,0,MAX !提取管道最大应力数值
*CFOPEN,D:\PipelineAnalysis\NodalSolu.txt
*CFWRITE,MAX-SEQV=MAX_SEQV !将最大应力数值写入文件
*CFCLOS
关键VB代码如下：
Dim readtext As String
Open "D:\PipelineAnalysis\NodalSolu.txt " For Input As #1
While Not EOF(1)
Line Input #1, readtext '逐行读取NodalSolu.txt
RichTextBox1.Text = RichTextBox1.Text & readtext & vbCrLf
Wend
Close #1
（3）查看节点结果数据：在对ANSYS计算结果进行分析时，往往需要查询节点结果数据，但埋地管道有限元模型节点数目众多，若通过GUI界面进行手动查询操作，不但操作极其繁琐，而且节点数据不便记录并保存下来。另外，操作者有时需要借助Origin等软件对众多的结果数据进行处理，这时就更需要ANSYS将节点结果以文本方式输出，以便数据处理软件进一步处理，得到目标结果。
CMPLOT
NSORT,S,EQV,
*GET,MAX_SEQV,SORT,0,MAX !提取管道最大应力数值
*CFOPEN,D:\PipelineAnalysis\NodalSolu.txt
*CFWRITE,MAX-SEQV=MAX_SEQV !将最大应力数值写入文件
*CFCLOS
关键VB代码如下：
Dim readtext As String
Open "D:\PipelineAnalysis\NodalSolu.txt " For Input As #1
While Not EOF(1)
Line Input #1, readtext '逐行读取NodalSolu.txt
RichTextBox1.Text = RichTextBox1.Text & readtext & vbCrLf
Wend
Close #1
（3）查看节点结果数据：在对ANSYS计算结果进行分析时，往往需要查询节点结果数据，但埋地管道有限元模型节点数目众多，若通过GUI界面进行手动查询操作，不但操作极其繁琐，而且节点数据不便记录并保存下来。另外，操作者有时需要借助Origin等软件对众多的结果数据进行处理，这时就更需要ANSYS将节点结果以文本方式输出，以便数据处理软件进一步处理，得到目标结果。
[0012] 在ANSYS获取信息方面，特别是对于后处理阶段结果的批量输出，*get命令发挥了巨大作用。例如，利用*get命令获取管道的节点编号及其对应的位移数值并写入到displacement _result.txt文件中的关键APDL命令如下：*cfopen,displacement_result,txt
*do,j,1,node_num,1
*SET,which_node,A(j)
*get,u_usum,node,which_node,u,sum
*vwrite,which_node,u_usum
(1f10.0,1PE15.5)
*enddo
*cfclose
然后，将上述实现节点结果数据输出的全部APDL命令写入node_result,txt中，通过在ANSYS进行Batch批处理计算的输入命令流文件中后处理部分加上“/INPUT,node_result,txt,D:\PipelineAnalysis\,, 1”命令，即可实现节点结果数据的提取和输出，并自动保存到displacement_result.txt文件中，节点应力结果数据同理可得。
*do,j,1,node_num,1
*SET,which_node,A(j)
*get,u_usum,node,which_node,u,sum
*vwrite,which_node,u_usum
(1f10.0,1PE15.5)
*enddo
*cfclose
然后，将上述实现节点结果数据输出的全部APDL命令写入node_result,txt中，通过在ANSYS进行Batch批处理计算的输入命令流文件中后处理部分加上“/INPUT,node_result,txt,D:\PipelineAnalysis\,, 1”命令，即可实现节点结果数据的提取和输出，并自动保存到displacement_result.txt文件中，节点应力结果数据同理可得。
[0013] 为将文本结果直观显示在VB窗体界面中，供操作者查看，该部分主要利用了VB中的MSFlexGrid控件，该控件可以显示网格数据，并可对其进行操作，克服了MSHFlexGrid控件显示的是只读数据的问题。关键VB代码如下：y = Array("", "节点", "X坐标", "Y坐标", "Z坐标", "X向应力", "Y向应力", "Z向应力", "应力强度", "等效应力") '设置MSFlexGrid表格的表头信息For k = 0 To 9
MSFlexGrid1.TextMatrix(0, k) = y(k)
Next k
Dim j As Integer
For j = 1 To row_num '在MSFlexGrid表格单元中对应显示节点数据MSFlexGrid1.TextMatrix(j, 1) = node_num(j - 1)
……
MSFlexGrid1.TextMatrix(j, 9) = s_seqv(j - 1)
Next j
（4）生成分析报告：在实际工程中，操作者除了需要对ANSYS仿真结果进行查看分析外，某些情况下还需要编写相应的分析报告。对某一具体单位而言，其报告格式和内容均有着特定的要求。但对于尺寸或载荷大小不同的序列性产品的分析而言，分析报告的内容差别不大，若对每一份报告都进行重复性地编写，工作量大且效率低下。因此，为了节省操作者的时间和静力以便更好的投入到其他方面的工作中，利用VB的查找与替换和Word的标签功能，将VB界面中输入的参数和ANSYS分析时保存的结果图片替换到报告中要求的位置，完成VB与Word之间的数据传输，实现分析报告自动化与参数化生成。按界面的提示，输入相应的数据后，单击“生成分析报告”按钮便可以自动生成一份完整的结构分析报告。关键VB代码如下：
Dim oWord As Object '定义Word对象
Dim oDoc As Object
Set oWord = CreateObject("Word.Application")
oWord.Visible = Flase
Set oDoc = oWord.Documents.Open("D:\PipelineAnalysis\埋地管道分析报告模板.docx ")
oDoc.Bookmarks("编号标签").Range.Text = 直管计算结果Form.Text1.Text'报告中插入数值
oDoc.SaveAs (直管计算结果Form.直管报告位置.Text & "\" & 直管计算结果Form.直管报告名称.Text & ".docx") '报告保存到自定义路径。
MSFlexGrid1.TextMatrix(0, k) = y(k)
Next k
Dim j As Integer
For j = 1 To row_num '在MSFlexGrid表格单元中对应显示节点数据MSFlexGrid1.TextMatrix(j, 1) = node_num(j - 1)
……
MSFlexGrid1.TextMatrix(j, 9) = s_seqv(j - 1)
Next j
（4）生成分析报告：在实际工程中，操作者除了需要对ANSYS仿真结果进行查看分析外，某些情况下还需要编写相应的分析报告。对某一具体单位而言，其报告格式和内容均有着特定的要求。但对于尺寸或载荷大小不同的序列性产品的分析而言，分析报告的内容差别不大，若对每一份报告都进行重复性地编写，工作量大且效率低下。因此，为了节省操作者的时间和静力以便更好的投入到其他方面的工作中，利用VB的查找与替换和Word的标签功能，将VB界面中输入的参数和ANSYS分析时保存的结果图片替换到报告中要求的位置，完成VB与Word之间的数据传输，实现分析报告自动化与参数化生成。按界面的提示，输入相应的数据后，单击“生成分析报告”按钮便可以自动生成一份完整的结构分析报告。关键VB代码如下：
Dim oWord As Object '定义Word对象
Dim oDoc As Object
Set oWord = CreateObject("Word.Application")
oWord.Visible = Flase
Set oDoc = oWord.Documents.Open("D:\PipelineAnalysis\埋地管道分析报告模板.docx ")
oDoc.Bookmarks("编号标签").Range.Text = 直管计算结果Form.Text1.Text'报告中插入数值
oDoc.SaveAs (直管计算结果Form.直管报告位置.Text & "\" & 直管计算结果Form.直管报告名称.Text & ".docx") '报告保存到自定义路径。
[0014] 相较于现有技术，本发明具有以下有益效果：通过Visual Basic可视化技术和ANSYS参数化技术对ANSYS进行二次开发，编制出的埋地管道参数化分析系统简洁明了，方便快捷，用户只需在VB前台界面输入相关的管道、道路和载荷等信息，系统就可以在后台自动完成埋地管道有限元仿真计算，并将分析结果返回给用户。该系统不仅降低对操作者有限元知识的要求，而且可以实现不同型号、不同工况下一系列埋地管道的有限元分析，省去了大量建模和网格划分等时间，极大提高了实际工程中埋地管道结构分析效率，降低了成本。附图说明
[0016] 图2是本发明实施例的埋地管道参数化分析系统的参数输入界面图。
[0017] 图3是本发明实施例的埋地管道参数化分析系统的设置窗体图。
[0018] 图4是本发明实施例的埋地管道参数化分析系统的图形结果图。
[0019] 图5是本发明实施例的埋地管道参数化分析系统的文本结果图。
[0020] 图6本发明实施例的埋地管道参数化分析系统的节点结果数据图。
[0021] 图7是本发明实施例的埋地管道参数化分析系统的生成分析报告图。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图，对本发明的技术方案进行具体说明。
[0023] 本发明提供一种埋地管道参数化分析方法，具有埋地管道参数化分析系统，该系统的开发流程如图1所示。埋地管道参数化分析方法具体包括以下步骤：步骤S1、启动VB程序，编制埋地管道参数化分析系统界面。系统界面具体为：用户登陆界面、主界面、参数输入界面及结果显示界面。其中，用户登陆界面用于进行用户识别，所有用户均需正确输入用户名和密码后方可登录系统进行操作使用。主界面主要包括文件、设置、数据、结果、报告和帮助等主菜单，用户可以选择所要分析的埋地管道类型或进行相关设置。
[0024] 步骤S2、在VB可视化界面输入埋地管道仿真计算所需参数。所需参数主要包括三个方面的信息，即管道信息、道路信息和载荷信息，其中管道信息包括管道结构参数、管道材料属性参数，道路信息包括道路各层材料属性参数，载荷信息包括管道内压、管道温差、车速和轮压等载荷参数；参数输入界面如图2所示，所输入的参数需确保ANSYS能有效地完成埋地管道力学仿真分析。
[0025] 步骤S3、将VB获得的参数转化为ANSYS能够识别的APDL语言。将用户在VB界面输入的参数与ANSYS命令流的参变量对应起来，通过VB的文本接口，生成相应的.txt文本文件，保存输入参数对应的APDL命令，并将该文件嵌入到埋地管道仿真分析的输入命令流中。关键VB代码如下：Open "E: \Pipeline.txt" For Output As #1
Print #1, "*SET,D,"; Format(Text1.Text, "0.000")
其中，"E: \Pipeline.txt"为保存输入参数的APDL命令流文件，如果该指定文件不存在，则创建新文件。“*SET”为ANSYS中给用户命名的参数赋值的命令。最后在ANSYS的输入命令流文件中添加"/input，' Pipeline '，'txt'，'E: \'，， 0"语句，即可实现VB与ANSYS之间的数据传递。
Print #1, "*SET,D,"; Format(Text1.Text, "0.000")
其中，"E: \Pipeline.txt"为保存输入参数的APDL命令流文件，如果该指定文件不存在，则创建新文件。“*SET”为ANSYS中给用户命名的参数赋值的命令。最后在ANSYS的输入命令流文件中添加"/input，' Pipeline '，'txt'，'E: \'，， 0"语句，即可实现VB与ANSYS之间的数据传递。
[0026] 步骤S4、VB后台调用ANSYS批处理程序并执行上述生成的APDL命令。在VB中可以通过shell（）函数调用ANSYS，该函数用于执行包括*.exe 文件在内的某个可执行文件。ANSYS后台启动后，自动读入上述APDL命令流文件，并进行批处理计算，即可实现VB与ANSYS的接口连接。关键VB代码如下：Dim X
X = Shell("D:\ANSYS\……\ansys140.exe -b -p ane3fl -dir D:\
PipelineAnalysis -j Pipeline -i input.log -o output.log")
其中：“D:\ANSYS\…… \ansys140.exe”为本机ANSYS安装路径，“-b”为设置ANSYS的Simulation Environment为ANSYS Batch，“-p”为设置ANSYS License对应的产品特征代码，此处用的是ane3fl，为Multiphsics模块的特征代码，“-dir”为设置工作路径，“-j”为设置工程文件名称，“-i”为ANSYS输入的APDL文件，“-o”为ANSYS输出的结果文件，一般为*.log文件。
X = Shell("D:\ANSYS\……\ansys140.exe -b -p ane3fl -dir D:\
PipelineAnalysis -j Pipeline -i input.log -o output.log")
其中：“D:\ANSYS\…… \ansys140.exe”为本机ANSYS安装路径，“-b”为设置ANSYS的Simulation Environment为ANSYS Batch，“-p”为设置ANSYS License对应的产品特征代码，此处用的是ane3fl，为Multiphsics模块的特征代码，“-dir”为设置工作路径，“-j”为设置工程文件名称，“-i”为ANSYS输入的APDL文件，“-o”为ANSYS输出的结果文件，一般为*.log文件。
[0027] 为了使开发的埋地管道参数化分析系统在不同用户电脑之间具有通用性，需要对ANSYS和文件进行设置，设置窗体如图3所示，即需要对ANSYS启动程序和工作目录进一步进行参数化，关键VB代码如下：Dim X
X = Shell(ansys设置Form.ansys启动程序.Text & " -b -p ane3fl -dir " & 文件设置Form.工作目录.Text & " -j " & 文件设置Form.项目名称.Text & " -i " & 文件设置Form.工作目录.Text & "\input.log" & " -o " & 文件设置Form.工作目录.Text & "\ output.log ", 1)
步骤S5、将ANSYS计算结果返回给VB界面。为了在VB中直接查看埋地管道仿真结果并直观显示出来，需要在输入的命令流文件中编写相应的后处理命令，将需要查看的数据结果保存到工作目录中。另外，为了对结果进行一个比较全面的查看，结果显示界面包括直管计算结果和弯管计算结果两大类，每一类里面又包括查看图形结果、查看文本结果、查看节点结果数据和生成分析报告这四个部分。下面主要以直管计算结果为例，讲述上述四个部分功能的实现，具体如下：
（1）查看图形结果：查看图形结果界面设置有位移、应力等基本力学指标的查看按钮，为了能让熟悉ANSYS操作的用户对计算结果进一步查看分析，还设置有转入ANSYS平台按钮，界面如图4所示。该部分主要是利用VB中的LoadPicture函数将ANSYS后处理得到的图形结果加载到VB窗体的Image控件中。例如查看静力分析时管道与土壤的整体位移，关键APDL命令流如下：
/SHOW,JPEG,,0
/TITLE, Contour of sum displacements in Model !定义图片标题
/POST1
PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 !显示位移云图
/SHOW,CLOSE
FINISH
/rename,Pipeline000.jpg,,,'D:\PipelineAnalysis\model_weiyi.jpg' !图片重命名
关键VB代码如下：
Image1.Picture = LoadPicture("D:\PipelineAnalysis\model_weiyi.jpg ")其中“D:\PipelineAnalysis”为设置的ANSYS工作路径。
X = Shell(ansys设置Form.ansys启动程序.Text & " -b -p ane3fl -dir " & 文件设置Form.工作目录.Text & " -j " & 文件设置Form.项目名称.Text & " -i " & 文件设置Form.工作目录.Text & "\input.log" & " -o " & 文件设置Form.工作目录.Text & "\ output.log ", 1)
步骤S5、将ANSYS计算结果返回给VB界面。为了在VB中直接查看埋地管道仿真结果并直观显示出来，需要在输入的命令流文件中编写相应的后处理命令，将需要查看的数据结果保存到工作目录中。另外，为了对结果进行一个比较全面的查看，结果显示界面包括直管计算结果和弯管计算结果两大类，每一类里面又包括查看图形结果、查看文本结果、查看节点结果数据和生成分析报告这四个部分。下面主要以直管计算结果为例，讲述上述四个部分功能的实现，具体如下：
（1）查看图形结果：查看图形结果界面设置有位移、应力等基本力学指标的查看按钮，为了能让熟悉ANSYS操作的用户对计算结果进一步查看分析，还设置有转入ANSYS平台按钮，界面如图4所示。该部分主要是利用VB中的LoadPicture函数将ANSYS后处理得到的图形结果加载到VB窗体的Image控件中。例如查看静力分析时管道与土壤的整体位移，关键APDL命令流如下：
/SHOW,JPEG,,0
/TITLE, Contour of sum displacements in Model !定义图片标题
/POST1
PLNSOL, U,SUM, 0,1.0 !显示位移云图
/SHOW,CLOSE
FINISH
/rename,Pipeline000.jpg,,,'D:\PipelineAnalysis\model_weiyi.jpg' !图片重命名
关键VB代码如下：
Image1.Picture = LoadPicture("D:\PipelineAnalysis\model_weiyi.jpg ")其中“D:\PipelineAnalysis”为设置的ANSYS工作路径。
[0028] （2）查看文本结果：查看文本结果界面可以查看ANSYS结果输出文件，该文件详细记录了ANSYS所有执行的命令和计算进程中的相关信息。另外，还可以获取埋地管道最大位移、最大应力值及其对应的节点编号等，如图5所示。该部分主要是利用了VB中的RichTextBox文本框控件，该控件克服了标准TextBox控件能够输入的最大字符数约为32KB的限制。例如获取管道最大应力的关键APDL命令如下：CMSEL,S,CM_PIPELINE !选择管道所有节点
CMPLOT
NSORT,S,EQV,
*GET,MAX_SEQV,SORT,0,MAX !提取管道最大应力数值
*CFOPEN,D:\PipelineAnalysis\NodalSolu.txt
*CFWRITE,MAX-SEQV=MAX_SEQV !将最大应力数值写入文件
*CFCLOS
关键VB代码如下：
Dim readtext As String
Open "D:\PipelineAnalysis\NodalSolu.txt " For Input As #1
While Not EOF(1)
Line Input #1, readtext '逐行读取NodalSolu.txt
RichTextBox1.Text = RichTextBox1.Text & readtext & vbCrLf
Wend
Close #1
（3）查看节点结果数据：在对ANSYS计算结果进行分析时，往往需要查询节点结果数据，但埋地管道有限元模型节点数目众多，若通过GUI界面进行手动查询操作，不但操作极其繁琐，而且节点数据不便记录并保存下来。另外，操作者有时需要借助Origin等软件对众多的结果数据进行处理，这时就更需要ANSYS将节点结果以文本方式输出，以便数据处理软件进一步处理，得到目标结果。
CMPLOT
NSORT,S,EQV,
*GET,MAX_SEQV,SORT,0,MAX !提取管道最大应力数值
*CFOPEN,D:\PipelineAnalysis\NodalSolu.txt
*CFWRITE,MAX-SEQV=MAX_SEQV !将最大应力数值写入文件
*CFCLOS
关键VB代码如下：
Dim readtext As String
Open "D:\PipelineAnalysis\NodalSolu.txt " For Input As #1
While Not EOF(1)
Line Input #1, readtext '逐行读取NodalSolu.txt
RichTextBox1.Text = RichTextBox1.Text & readtext & vbCrLf
Wend
Close #1
（3）查看节点结果数据：在对ANSYS计算结果进行分析时，往往需要查询节点结果数据，但埋地管道有限元模型节点数目众多，若通过GUI界面进行手动查询操作，不但操作极其繁琐，而且节点数据不便记录并保存下来。另外，操作者有时需要借助Origin等软件对众多的结果数据进行处理，这时就更需要ANSYS将节点结果以文本方式输出，以便数据处理软件进一步处理，得到目标结果。
[0029] 在ANSYS获取信息方面，特别是对于后处理阶段结果的批量输出，*get命令发挥了巨大作用。例如，利用*get命令获取管道的节点编号及其对应的位移数值并写入到displacement _result.txt文件中的关键APDL命令如下：*cfopen,displacement_result,txt
*do,j,1,node_num,1
*SET,which_node,A(j)
*get,u_usum,node,which_node,u,sum
*vwrite,which_node,u_usum
(1f10.0,1PE15.5)
*enddo
*cfclose
然后，将上述实现节点结果数据输出的全部APDL命令写入node_result,txt中，通过在ANSYS进行Batch批处理计算的输入命令流文件中后处理部分加上“/INPUT,node_result,txt,D:\PipelineAnalysis\,, 1”命令，即可实现节点结果数据的提取和输出，并自动保存到displacement_result.txt文件中，节点应力结果数据同理可得。
*do,j,1,node_num,1
*SET,which_node,A(j)
*get,u_usum,node,which_node,u,sum
*vwrite,which_node,u_usum
(1f10.0,1PE15.5)
*enddo
*cfclose
然后，将上述实现节点结果数据输出的全部APDL命令写入node_result,txt中，通过在ANSYS进行Batch批处理计算的输入命令流文件中后处理部分加上“/INPUT,node_result,txt,D:\PipelineAnalysis\,, 1”命令，即可实现节点结果数据的提取和输出，并自动保存到displacement_result.txt文件中，节点应力结果数据同理可得。
[0030] 为将文本结果直观显示在VB窗体界面中供操作者查看，该部分主要利用了VB中的MSFlexGrid控件，该控件可以显示网格数据，并可对其进行操作，克服了MSHFlexGrid控件显示的是只读数据的问题，如图6所示。关键VB代码如下：y = Array("", "节点", "X坐标", "Y坐标", "Z坐标", "X向应力", "Y向应力", "Z向应力", "应力强度", "等效应力") '设置MSFlexGrid表格的表头信息For k = 0 To 9
MSFlexGrid1.TextMatrix(0, k) = y(k)
Next k
Dim j As Integer
For j = 1 To row_num '在MSFlexGrid表格单元中对应显示节点数据MSFlexGrid1.TextMatrix(j, 1) = node_num(j - 1)
……
MSFlexGrid1.TextMatrix(j, 9) = s_seqv(j - 1)
Next j
（4）生成分析报告：在实际工程中，操作者除了需要对ANSYS仿真结果进行查看分析外，某些情况下还需要编写相应的分析报告。对某一具体单位而言，其报告格式和内容均有着特定的要求。但对于尺寸或载荷大小不同的序列性产品的分析而言，分析报告的内容差别不大，若对每一份报告都进行重复性地编写，工作量大且效率低下。因此，为了节省操作者的时间和静力以便更好的投入到其他方面的工作中，利用VB的查找与替换和Word的标签功能，将VB界面中输入的参数和ANSYS分析时保存的结果图片替换到报告中要求的位置，完成VB与Word之间的数据传输，实现分析报告自动化与参数化生成，生成分析报告界面如图7所示。按界面的提示，输入相应的数据后，单击“生成分析报告”按钮便可以自动生成一份完整的结构分析报告。关键VB代码如下：
Dim oWord As Object '定义Word对象
Dim oDoc As Object
Set oWord = CreateObject("Word.Application")
oWord.Visible = Flase
Set oDoc = oWord.Documents.Open("D:\PipelineAnalysis\埋地管道分析报告模板.docx ")
oDoc.Bookmarks("编号标签").Range.Text = 直管计算结果Form.Text1.Text'报告中插入数值
oDoc.SaveAs (直管计算结果Form.直管报告位置.Text & "\" & 直管计算结果Form.直管报告名称.Text & ".docx") '报告保存到自定义路径。
MSFlexGrid1.TextMatrix(0, k) = y(k)
Next k
Dim j As Integer
For j = 1 To row_num '在MSFlexGrid表格单元中对应显示节点数据MSFlexGrid1.TextMatrix(j, 1) = node_num(j - 1)
……
MSFlexGrid1.TextMatrix(j, 9) = s_seqv(j - 1)
Next j
（4）生成分析报告：在实际工程中，操作者除了需要对ANSYS仿真结果进行查看分析外，某些情况下还需要编写相应的分析报告。对某一具体单位而言，其报告格式和内容均有着特定的要求。但对于尺寸或载荷大小不同的序列性产品的分析而言，分析报告的内容差别不大，若对每一份报告都进行重复性地编写，工作量大且效率低下。因此，为了节省操作者的时间和静力以便更好的投入到其他方面的工作中，利用VB的查找与替换和Word的标签功能，将VB界面中输入的参数和ANSYS分析时保存的结果图片替换到报告中要求的位置，完成VB与Word之间的数据传输，实现分析报告自动化与参数化生成，生成分析报告界面如图7所示。按界面的提示，输入相应的数据后，单击“生成分析报告”按钮便可以自动生成一份完整的结构分析报告。关键VB代码如下：
Dim oWord As Object '定义Word对象
Dim oDoc As Object
Set oWord = CreateObject("Word.Application")
oWord.Visible = Flase
Set oDoc = oWord.Documents.Open("D:\PipelineAnalysis\埋地管道分析报告模板.docx ")
oDoc.Bookmarks("编号标签").Range.Text = 直管计算结果Form.Text1.Text'报告中插入数值
oDoc.SaveAs (直管计算结果Form.直管报告位置.Text & "\" & 直管计算结果Form.直管报告名称.Text & ".docx") '报告保存到自定义路径。
[0031] 以上是本发明的较佳实施例，凡依本发明技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本发明技术方案的范围时，均属于本发明的保护范围。
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