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ZW3D 结构分析 Skill — v1.3.0

触发词: "结构分析", "静力学", "模态分析", "屈曲分析", "力载荷", "约束", "接触", "structural", "static analysis", "modal", "buckling", "应力", "位移" 适用: ZW3D 2026 ZWMeshWorks 静力/模态/屈曲分析 维护者: 韩天尊 依赖: [[zw3d-plugin-base|plugin-base]] (必需), [[zw3d-cae-mesh|cae-mesh]] (必需), [[zw3d-ipc-comm|ipc-comm]] (必需)

权威来源引用

一、任务类型

创建任务 (cmd=200)

zwsDbId idxTask;
ZWSimEvxErrors err = czwsSimStCreateTask(ZW_ST_TASK_STATIC, &idxTask);
if (err != ZWSIM_API_NO_ERROR) {
    cvxMsgDisp("Failed to create static task");
    return;  /* idxTask未初始化 */
}

二、材料要求

三、载荷类型

3.1 力载荷 (cmd=236) 📐 设计草案

⚠️ cmd=236 未在 Common/define.h 中注册，以下API签名基于 CaeApiWrapper.h 推断，待实现后验证。

szwsForceLoadData forceData;
czwsSimStForceLoadDataInit(&forceData);
forceData.eEntityType = ZW_ST_ENTITY_TYPE_GEOMETRY;
forceData.iEntNum = 1;
forceData.sEntities = &entityId;
forceData.dValue = 100.0;         // 力的大小 (N)
forceData.dDirection[0] = 1.0;    // X方向分量
forceData.dDirection[1] = 0.0;    // Y方向分量
forceData.dDirection[2] = 0.0;    // Z方向分量

zwsDbId idxLoad;
int err = czwsSimStCreateForceLoad(&forceData, &idxLoad);
czwsSimStFreeForceLoadData(&forceData);
if (err != ZWSIM_API_NO_ERROR) {
    cvxMsgDisp("Failed to create force load");
    return;
}

3.2 力矩载荷 (cmd=237) 📐 设计草案

⚠️ cmd=237 未在 Common/define.h 中注册，以下API签名基于 CaeApiWrapper.h 推断，待实现后验证。

szwsMomentLoadData momentData;
czwsSimStMomentLoadDataInit(&momentData);
momentData.eEntityType = ZW_ST_ENTITY_TYPE_GEOMETRY;
momentData.iEntNum = 1;
momentData.sEntities = &entityId;
momentData.dX = 0.0;
momentData.dY = 50.0;  // N·m
momentData.dZ = 0.0;

zwsDbId idxLoad;
int err = czwsSimStCreateMomentLoad(&momentData, &idxLoad);
czwsSimStFreeMomentLoadData(&momentData);
if (err != ZWSIM_API_NO_ERROR) { /* 处理错误 */ }

3.3 线载荷/分布力 (cmd=238) 📐 设计草案

⚠️ cmd=238 未在 Common/define.h 中注册，以下API签名基于 CaeApiWrapper.h 推断，待实现后验证。

szwsLineLoadData lineData;
czwsSimStLineLoadDataInit(&lineData);
lineData.eEntityType = ZW_ST_ENTITY_TYPE_GEOMETRY;
lineData.iEntNum = 1;
lineData.sEntities = &entityId;  // 边实体
lineData.dValue = 10.0;  // N/m

zwsDbId idxLoad;
int err = czwsSimStCreateLineLoad(&lineData, &idxLoad);
czwsSimStFreeLineLoadData(&lineData);
if (err != ZWSIM_API_NO_ERROR) { /* 处理错误 */ }

3.4 压力载荷

szwsPressureLoadData pressureData;
czwsSimStPressureLoadDataInit(&pressureData);
pressureData.eEntityType = ZW_ST_ENTITY_TYPE_GEOMETRY;
pressureData.iEntNum = 1;
pressureData.sEntities = &entityId;  // 面实体
pressureData.dValue = 0.5;  // MPa

zwsDbId idxLoad;
int err = czwsSimStCreatePressureLoad(&pressureData, &idxLoad);
czwsSimStFreePressureLoadData(&pressureData);
if (err != ZWSIM_API_NO_ERROR) { /* 处理错误 */ }

四、约束类型

4.1 固定约束 (cmd=243) 📐 设计草案

⚠️ cmd=243 未在 Common/define.h 中注册，以下API签名基于 CaeApiWrapper.h 推断，待实现后验证。

szwsFixedGeometryData fixData;
czwsSimStFixedGeometryDataInit(&fixData);
fixData.eEntityType = ZW_ST_ENTITY_TYPE_GEOMETRY;
fixData.iEntNum = 1;
fixData.sEntities = &entityId;

zwsDbId idxConstraint;
int err = czwsSimStCreateFixedGeometry(&fixData, &idxConstraint);
czwsSimStFreeFixedGeometryConstraintData(&fixData);
if (err != ZWSIM_API_NO_ERROR) {
    cvxMsgDisp("Failed to create fixed constraint");
    return;
}

4.2 铰支约束 (cmd=244) 📐 设计草案

⚠️ cmd=244 未在 Common/define.h 中注册，以下API签名基于 CaeApiWrapper.h 推断，待实现后验证。

szwsFixedHingeConstraintData hingeData;
czwsSimStFixedHingeConstraintDataInit(&hingeData);
hingeData.eEntityType = ZW_ST_ENTITY_TYPE_GEOMETRY;
hingeData.iEntNum = 1;
hingeData.sEntities = &entityId;
hingeData.dX = 1.0;  // 铰链轴线方向
hingeData.dY = 0.0;
hingeData.dZ = 0.0;

zwsDbId idxConstraint;
int err = czwsSimStCreateFixedHingeConstraint(&hingeData, &idxConstraint);
czwsSimStFreeFixedHingeConstraintData(&hingeData);
if (err != ZWSIM_API_NO_ERROR) { /* 处理错误 */ }

4.3 弹性支撑 (cmd=245) 📐 设计草案

⚠️ cmd=245 未在 Common/define.h 中注册，以下API签名基于 CaeApiWrapper.h 推断，待实现后验证。

szwsElasticSupportConstraintData elasticData;
czwsSimStElasticSupportConstraintDataInit(&elasticData);
elasticData.eEntityType = ZW_ST_ENTITY_TYPE_GEOMETRY;
elasticData.iEntNum = 1;
elasticData.sEntities = &entityId;
elasticData.dStiffness = 1000.0;  // N/m
elasticData.eDist = ZW_ST_SUPPORT_UNIFORM;

zwsDbId idxConstraint;
int err = czwsSimStCreateElasticSupport(&elasticData, &idxConstraint);
czwsSimStFreeElasticSupportConstraintData(&elasticData);
if (err != ZWSIM_API_NO_ERROR) { /* 处理错误 */ }

4.4 位移约束

szwsDisplacementConstraintData dispData;
czwsSimStDisplacementConstraintDataInit(&dispData);
dispData.eEntityType = ZW_ST_ENTITY_TYPE_GEOMETRY;
dispData.iEntNum = 1;
dispData.sEntities = &entityId;
dispData.dX = 0.0;  // X方向位移(mm)
dispData.dY = 0.0;
dispData.dZ = 0.0;

zwsDbId idxConstraint;
int err = czwsSimStCreateDisplacementConstraint(&dispData, &idxConstraint);
czwsSimStFreeDisplacementConstraintData(&dispData);
if (err != ZWSIM_API_NO_ERROR) { /* 处理错误 */ }

五、接触类型

六、静力分析工作流

Step 1  创建静力任务    czwsSimStCreateTask(ZW_ST_TASK_STATIC)
Step 2  查询仿真几何    czwsTaskInqSimGeoms
Step 3  分配材料       czwsSimGeomSetMaterial (弹性模量+泊松比)
Step 4  施加固定约束    czwsSimStCreateFixedGeometry
Step 5  施加铰支约束    czwsSimStCreateFixedHingeConstraint
Step 6  施加弹性支撑    czwsSimStCreateElasticSupport
Step 7  施加力载荷     czwsSimStCreateForceLoad
Step 8  施加力矩载荷    czwsSimStCreateMomentLoad
Step 9  施加压力载荷    czwsSimStCreatePressureLoad
Step 10 设置接触       czwsSimStCreateContact
Step 11 网格划分      czwsMeshing3D (参见 [[zw3d-cae-mesh\|cae-mesh §三]])
Step 12 求解         czwsSimCalculate
Step 13 查询结果     czwsResultTypeInqData

IPC命令对应 (完整表见 [[zw3d-ipc-comm#七完整命令码表|ipc-comm §七]])

七、模态分析

关键规则

• 不需要施加力/力矩载荷 — 只关心固有特性
• 需要约束 — 否则刚体模态，频率为0
• 需要材料弹性属性(弹性模量、泊松比) + 密度

工作流

Step 1  创建模态任务    czwsSimStCreateTask(ZW_ST_TASK_FREQUENCY)
Step 2  查询仿真几何    czwsTaskInqSimGeoms
Step 3  分配材料       czwsSimGeomSetMaterial
Step 4  施加约束       czwsSimStCreateFixedGeometry (必须有!)
Step 5  设置模态阶数    (通过仿真属性或原生命令)
Step 6  网格划分      czwsMeshing3D
Step 7  求解         czwsSimCalculate
Step 8  查询频率     czwsResultTypeInqData("Frequency")
Step 9  查询振型     czwsResultTypeInqData("Mode Shape")

结果类型

八、屈曲分析

关键规则

• 线性屈曲(特征值屈曲)
• 需要先施加参考载荷
• 屈曲因子 = 临界载荷 / 参考载荷

工作流

Step 1  创建屈曲任务    czwsSimStCreateTask(ZW_ST_TASK_BUCKLING)
Step 2  查询仿真几何    czwsTaskInqSimGeoms
Step 3  分配材料       czwsSimGeomSetMaterial
Step 4  施加约束       czwsSimStCreateFixedGeometry
Step 5  施加参考载荷    czwsSimStCreateForceLoad (与静力分析相同)
Step 6  设置屈曲阶数    (通过仿真属性或原生命令)
Step 7  网格划分      czwsMeshing3D
Step 8  求解         czwsSimCalculate
Step 9  查询屈曲因子  czwsResultTypeInqData("Buckle Factor")
Step 10 查询屈曲振型  czwsResultTypeInqData("Buckle Mode")

结果类型

九、结果类型

静力分析

完整结果查询API见 [[zw3d-cae-post#二结果查询api|cae-post §二]]

十、实体类型映射

十一、已知限制

十二、热-结构耦合

热-结构耦合将热仿真温度场结果导入结构分析作为温度载荷。完整工作流和API详见 [[zw3d-cae-thermal#七b热-结构耦合工作流|thermal §七B]]。

快速流程:

1. 完成热分析 (稳态热/瞬态热) → 求解
2. cmd=295: 复制热任务并转换为结构任务 (czwsPartDuplicateTask → czwsSimStSwitchTask)
3. cmd=296: 导入热效应 (czwsSimStCreateThermalEffects)
4. 设置结构载荷/约束 → 网格 → 求解 → 查询结果

十三、资源

文档版本: v1.3.0 | 维护者: 韩天尊