摘要：以行星齿轮为例，介绍了在有限元软件ANSYS中，通过在ANSYS中添加用户自己定制的操作界面对模型进行模态分析，总结了ANSYS用户界面设计语言UIDL的特点，步骤以及规律，提高了ANSYS的工作效率。

关键词：ANSYS；UIDL；用户界面

中图分类号：TU375  文献标识码：A

 


1. 前言
ANSYS软件是一个功能强大、通用性很强的有限元分析软件，融结构、流体、电磁场、声场和耦合场分析于一体，为工程的仿真和计算提供了强大的前、后处理和分析计算模块。但是其繁琐的操作界面和含有大量的英语专业词汇对从事工程有限元分析的人员来说是个不小的难题，操作性不是很强。为此，ANSYS公司提供了一种用户界面设计语言（User Interface Design Language,简称UIDL），使用户能够根据分析需求和使用习惯来定制个性化的用户界面，大大提高了分析的效率。

2. 用户界面设计语言UIDL

2.1 UIDL语言介绍
UIDL是编写ANSYS图形界面的专用语言，可以用来定制包括主菜单、拾取控制、对话框和在线帮助的ANSYS组件。ANSYS里编写组件的所有UIDL语言都储存在控制文件中（UIFUNC1. GRN、 UIFUNC2. GRN、UIMENU.GRN）其中UIMENU.GRN中主要是各级菜单架构的命令，UIFUNC1.GRN和UIFUNC2.GRN主要是具体的操作命令，控制文件必须以.GRN结尾。控制文件存放在/ANSYS/gui/en-us/UIDL文件夹中。

2.2 UIDL的结构

每一个UIDL程序都是由一个控制文件头和一系列的构造块构成。UIDL程序结构如下图：
















    图1 控制文件结构

2.2.1 控制文件头

控制文件头是为控制文件定义信息的特定UIDL命令，通常长度不能超过80字节。ANSYS自带的控制文件头如下：

:F UIMENU.GRN

:D Modified on %E%, Revision (SID) = %I%

:I    0,      0,        0

:!

这里简要说明上述命令：

:F 表示Filename，是控制文件名，必须出现在第一行中。

:D表示Description，是对控制文件的描述，必须出现在第二行中。

:I 为ANSYS的索引提供位置支持，必须出现在第三行中，0必须在第9,18,27列上，并且必须被逗号隔开。

:! 作为分隔符号，可以写也可以不写，但为了使程序清晰，最好写上。

2.2.2 构造块

构造块跟在控制文件头后面，适用于创建界面界面组件，按功能分为菜单模块，功能模块。构造块由头部分，数据控制部分和尾部分组成。

****************

    头部分

****************

:N Men_Keypoint

:S      0,     0,     0

:T Menu

:A Keypoints

:D Keypoints

*****************

   数据控制部分

*****************

Fnc_K

****************

    尾部分

****************

:E End

:!

这里进行简要说明：

头部分中 :N定义构造块内部唯一的名字，:S为索引行提供位置支持，并且0必须出现在第9,16,23列；:T代表Type，表示构造块的类型一般有Menu、Cmd和Help等；:A定义出现在界面上的菜单名，:D描述构造块的信息，如果应用于对话框，通常出现在对话框标题栏中。

数据控制部分中，不同的结构块有不同的写法，至少需要一行信息，通常有Men_string和Fnc_string两种，前者调用名为string的菜单模块，后者调用string的功能模块。

尾部分用:End表示构造块的结束，通常:!块之间。

3. UIDL运行步骤
  ANSYS运行时先会在/ANSYS/gui/en-us/UIDL文件夹中自动搜寻menulist100.ans文件，menulist100.ans文件包含着控制文件的指向，每当用户创建了一个新的控制文件，都必须在menulist100.ans中添加对应的工作目录。Menulist100.ans的格式如下：

\ANSYS\gui\en-us\uidl\UIMENU.GRN

\ANSYS\gui\en-us\uidl\UIFUNC1.GRN

\ANSYS\gui\en-us\uidl\UIFUNC2.GRN

\ANSYS\gui\en-us\uidl\NEWMAIN1.GRN

……

用户界面设计一般为以下几步：

（1） 创建至少一个新的控制文件，并将其保存于子目录中

（2） 复制所创建的控制文件到menulist100.ans文件所在的目录中

（3） 把这些控制文件名添加进menulist100.ans文件中

（4） 运行ANSYS看是否界面出现了相应的改变

3. 应用实例
  按照UIDL的设计方法和步骤，作者设计出对行星齿轮进行模态分析简洁的流水线式操作的菜单模块，主要包括了参数定义模块，模型操作模块，网格划分模块，求解模块，结果整理模块。对应的流程图如下：



 




















图2 菜单操作流程



图3 UIDL用户菜单



图4 行星齿轮模态分析应力图

4.结论
通过对行星齿轮模态分析时，自定义功能菜单流程化地完成分析过程，大大提高了分析的效率。利用UIDL用户界面设计语言能够定制出需要的操作界面，并且利用其对ANSYS进行汉化工作，可以减少有限元分析的障碍。

参考文献

[1] 美国ANSYS公司 UIDL programmer guide U.S.A  ANSYS INC,200:1-90.

[2] 褚振兴,宁生科,马保吉.基于ANSYS二次开发技术的研究[J].机械工程师,2008,8:37-38.

[3]段志东，张克华.ANSYS图形用户界面二次开发[J] .兰州铁道学院学报,2002,22(1):44-46