
1.1. 概述
本案例展示了一个基于 ANSYS APDL 的联方型网壳结构精细建模与自动化分析过程。模型采用全参数化建模思路,通过少量参数输入即可自动生成可计算模型,并完成振动模态分析与自动出图。该模型适用于快速建立空间网壳结构、进行振型特性分析等多种场景。


模型中,经线与纬线杆件可自定义采用 BEAM4 或 LINK8 单元,用户可根据精度与计算需求自由切换。输入参数包括矢高、环数、径数等几何控制量,修改后模型会自动更新。模型还支持自动生成结果图形与可视化输出,并配套有辅助动图与教学视频,帮助用户理解模型构建与运行过程。
图1-3 振动模态
1.2. 建模思路与功能设计
联方型网壳结构是一种常用于屋盖与空间结构的高效受力体系,特点是杆件布置规律、整体刚度高。本案例通过 ANSYS APDL 参数化脚本实现自动化建模,采用经、纬杆交织的空间几何布局构建联方形网格结构。
在脚本中,节点位置、单元连接、材料属性与截面特性均通过参数化控制生成。用户只需在开头部分输入矢高(决定网壳曲率)、环数(决定网壳分层)、径数(决定分区数量),模型即可自动完成节点分布计算与单元划分。
同时,脚本允许用户选择 单元类型(BEAM4 或 LINK8),以适配不同分析类型。
模型生成完成后,程序将自动执行求解步骤,并输出几何图形、模态振型及结果云图。
自动出图功能可生成静态图形与模态变形图,结合教学视频或动图展示,可直观观察网壳结构的动力学特征。
1.3. 案例文件说明
Lamella-TypeLatticeShellStructure.mac 为本案例核心命令流文件,集成了以下功能:
参数输入与几何定义;
节点生成与单元连接;
材料与截面属性设置;
单元类型自动选择(BEAM4 或 LINK8);
模态分析控制与求解;
自动出图与模态动画生成。
用户只需修改参数段落,保存后直接在 ANSYS APDL 中运行脚本,即可完成整个分析过程。
1.4. 模型特点与优势
该案例的主要特点如下:
全参数化建模:输入几何参数即可自动生成联方型网壳模型,无需人工建模。
单元可选:经纬杆件可自由切换 BEAM4 或 LINK8 单元,兼顾精度与计算速度。
自动出图:内置出图命令,可自动绘制结构形态、模态振型与云图。
模态分析重点:针对网壳结构特性,自动执行振动模态分析,获取固有频率与振型特征。
可视化友好:配套动图及教学视频,直观展示建模与分析全过程。
可扩展性强:脚本逻辑清晰,适合后续二次开发用途。
本案例不仅能快速得到可计算的模型结果,也能作进一步拓展至屈曲、稳定性、地震反应或参数敏感性分析。
1.5. 适用人群与应用场景
该案例适用于以下人群:
从事网架与空间结构建模分析的工程师;
ANSYS APDL 用户,希望学习参数化建模与自动出图技术;
需要快速验证网壳结构模态与刚度特性的技术人员。
应用场景包括结构方案对比、模态研究、参数优化及结构稳定性分析等。
1.6. 可扩展研究方向
基于本模型的参数化特性,用户可在此基础上进一步开发:
联方型网壳结构模态特性与频率分布规律研究;
参数变化(矢高、环数、径数)对动力性能的影响分析;
屈曲与稳定性分析;
动态荷载与地震响应模拟;
网壳结构优化与轻量化设计;
与 Python 或 MATLAB 联动,实现自动批量分析与可视化报告生成。
该模型脚本结构清晰,便于嵌入更高层次的分析与自动化研究。
1.7. 模型文件清单
Lamella-TypeLatticeShellStructure.mac —— 参数化建模、模态分析与自动出图命令流文件。
辅助教学视频与—演示脚本运行及结构振型结果。
运行方式:在 ANSYS APDL 中直接加载命令流文件,修改参数后执行,即可生成模型、计算结果并自动绘图。
1.8. 案例总结
联方型网壳结构以其受力合理、构造简洁而广泛应用于体育馆、展馆及大型屋盖工程。传统的建模方式往往耗时且易出错,而本案例通过 ANSYS APDL 参数化编程,将几何建模、求解与出图过程高度集成,实现了“修改参数即可建模、运行即可出图”的自动化分析流程。
该模型不仅是一个快速生成结构模型的小工具,也可作为学习参数化编程、空间结构分析与模态可视化技术的实例模板。对于希望在 ANSYS 中实现自动化建模与分析的工程师而言,本案例提供了一个结构清晰、功能完善且可持续扩展的优秀基础。
技术邻简介:



