基于ANSYS的VB计算程序开发

1 概述

Visual Basic适用性较强，能够与很多软件进行对接，通过VB设计GUI界面结合相关计算软件能够实现某些计算的重复进行，相比修改计算源程序而言工作量减少很多，对工程设计尤其方便。某一类相同的结构，当结构尺寸不同，载荷大小不同，只需要通过设计的程序稍作参数修改就可以再次计算。

本次采用VB程序语言，结合大型通用有限元计算软件ANSYS，开发一个简单的计算程序，设计时尽量让程序界面清晰。最终实现的界面如图1所示。

图1 程序界面

2 需求

如图1中所示，界面中的图表示将要进行计算的两根垂直的梁结构，长度分别为a和b，梁的截面为矩形，尺寸为h×w，在水平梁的左端承受集中载荷f的作用，需要求解梁的剪力和弯矩，该问题属于典型的材料力学问题，采用经典材料力学就可以求解，在这里采用有限元的方法进行计算。

 开发的程序主要有5个部分：基本设置（包括项目名称和工作目录，也就是计算后的文件保存的位置）、材料和载荷参数的设置、几何尺寸的设置、示意图以及求解。

3 方法

针对设计需求，先利用VB设计程序的GUI部分。

（1）从VB控件库里添加三个GroupBox、一个Button和一个PictureBox，如图2所示。

图2 基本控件

（2）设置各容器组件的名称，并分别添加Label标签和Textbox对话框，用于参数设置。如图3所示，分别设置Label的名称和Textbox的名称。

图3 控件属性设置

（3）设置PictureBox的图片。在PictureBox控件属性选项了点击image选项，弹出如图4所示的界面，点击import即可选取需要加载的图片。完成前面步骤之后的界面便如图1所示。

图4 图片加载

（4）完成程序界面设计之后，需要将界面与语言进行绑定。该次程序主要的功能是通过自动读取界面的参数实行ANSYS的自动运行，因而主要功能使通过按钮button完成的。双击Button（计算）按钮，进入vb代码界面，如图5所示，该段代码为VB自动加载的，为一个函数，点击计算按钮之后便运行此函数。

图5 VB自动生成的代码

（5）编写计算按钮的程序。VB调用ANSYS采用的使shell函数，通过shell函数启动ANSYS后，ANSYS自动读入批处理文件，然后进行批处理计算。而批处理文件需要先生成。VB采用PrintLine函数向打开的文件里面逐行输出APDL命令，具体实现代码如图6所示，在此段代码中需要借助界面输入的参数需要进行替换，如图中黑色字体部分所示。其中FileOpen函数用于打开一个txt文件。

图6 VB输出批处理文件代码

（6）程序运行。程序编写完成之后，即可运行测试。点击Start，在弹出的程序界面输入参数，如图7所示。

图7 参数设置

（7）运行结果。参数设置完毕，点击“计算”，发现ANSYS启动了一个黑色的框，直到计算完毕，黑框关闭，设置的工作目录下生产结果文件，如图8所示。

图8 生成的结果文件

打开其中的db文件，即可显示计算结果如图9所示。其实计算结果可以在VB编写的程序界面显示，此次仅就计算进行设计。

图9 ANSYS计算结果