Primera simulación reproducible

Tu primera meta no es memorizar APDL: es abrir MAPDL con confianza, ejecutar una simulación completa y saber dónde buscar si algo falla. Construiremos una viga en voladizo sencilla y recorreremos juntos el camino desde Product Launcher hasta los contornos de resultados.

Objetivos

Al terminar M00 podrás demostrar que:

• Configuras Working Directory y Job Name en Product Launcher.
• Identificas Command Input, Command Window, viewport, procesador y atributos activos.
• Ejecutas un archivo .mac mediante /INPUT.
• Reconoces el flujo /PREP7 → /SOLU → /POST1 y la función de FINISH.
• Explicas qué representa cada bloque del script y qué evidencia produce.
• Encuentras errores y advertencias relevantes en el archivo .out.
• Compruebas deformada, dirección, orden de magnitud y proporcionalidad con la carga.

Prerrequisitos

• Nociones básicas de análisis por elementos finitos.
• ANSYS Mechanical APDL disponible; las capturas pueden variar ligeramente entre versiones.
• Una carpeta local donde tengas permisos de lectura y escritura.
• No se requiere experiencia previa programando.

Cómo usar esta lección

Recomendación: consigue primero un resultado visible. Después vuelve al script y entiende cada bloque. La experiencia concreta hace que los comandos dejen de ser una lista abstracta.

Mapa de la sesión

Paso 1 — Preparar la carpeta de trabajo

Crea una carpeta dedicada, por ejemplo:

C:\Proyectos_APDL\M00

Evita trabajar directamente en Descargas, una carpeta temporal o una ubicación sin permisos. MAPDL generará varios archivos y todos deben quedar juntos para poder reconstruir lo ocurrido.

Descarga 00_session_template.mac y guárdalo en esa carpeta.

Paso 2 — Abrir MAPDL desde Product Launcher

Abre ANSYS Product Launcher y entra en la pestaña File Management. Los campos esenciales son:

1. Working Directory: carpeta desde la que MAPDL leerá y en la que escribirá los archivos.
2. Job Name: prefijo inicial del trabajo y de varios archivos generados.
3. Run: inicia la sesión con esa configuración.

1 Working Directory

2 Job Name

3 Run

Paso 3 — Reconocer la interfaz MAPDL

Antes de ejecutar, dedica un minuto a localizar cinco zonas:

1. Command Input: caja superior donde puedes escribir una instrucción.
2. Main Menu: árbol lateral con preprocesado, solución y postprocesado.
3. Viewport: zona gráfica donde aparecerán geometría, malla y resultados.
4. Procesador activo: en la barra inferior verás inicialmente BEGIN.
5. Atributos activos: mat, type, real, csys y secnum.

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BEGIN no significa «sin contexto»

BEGIN es el nivel inicial de MAPDL. Algunos comandos son válidos allí; otros requieren entrar en un procesador. La plantilla cambiará sucesivamente a PREP7, SOLUTION y POST1. La barra inferior permite verificar visualmente dónde estás.

Atributos activos: definir no es activar

MAPDL utiliza tablas numeradas. ET,1,... define el tipo de elemento 1 y MP,...,1,... define el material 1. Después TYPE,1 y MAT,1 los convierten en atributos activos para los elementos que se crearán.

Paso 4 — Desacoplar la Command Window

La Command Window muestra el diálogo textual de la sesión: comandos, mensajes, advertencias y respuestas. Puede estar integrada o desacoplada según versión y configuración.

Úsala como un monitor de ejecución, no como sustituto del registro. No necesitas leer cada línea en tiempo real; para una revisión sistemática usarás después el archivo .out, que conserva el historial completo.

Paso 5 — Ejecutar la plantilla

Escribe en Command Input:

/INPUT,00_session_template,mac

La instrucción tiene tres partes:

• /INPUT: pide a MAPDL que lea comandos desde un archivo.
• 00_session_template: nombre sin extensión.
• mac: extensión.

Si el archivo está en el Working Directory, no necesitas escribir la ruta completa. Durante la ejecución verás aparecer la geometría, la malla y finalmente los contornos.

El modelo físico

La plantilla representa:

El extremo x=0 está empotrado y la carga actúa sobre los nodos de x=1 m. La geometría es deliberadamente sencilla: en M00 queremos aprender a ejecutar y leer el análisis, no resolver una geometría complicada.

Anatomía del script

Abre el archivo en un editor. Está dividido en cinco bloques:

1. Inicializar la base de datos.
2. Definir y mallar el modelo.
3. Aplicar empotramiento y carga.
4. Resolver.
5. Leer y representar resultados.

Bloque 1 — Inicializar correctamente

/CLEAR,START
/FILNAME,m00_cantilever,1
/TITLE,M00 - Viga en voladizo
/UNITS,SI

Bloque 2 — Entrar en PREP7 y definir atributos

/PREP7
ET,1,SOLID185
MP,EX,1,210E9
MP,PRXY,1,0.30
TYPE,1
MAT,1

• /PREP7 entra en el preprocesador: geometría, elementos, materiales, malla y condiciones.
• ET,1,SOLID185 define el tipo de elemento 1 como un sólido estructural.
• MP,EX,1,210E9 define el módulo elástico del material 1.
• MP,PRXY,1,0.30 define su coeficiente de Poisson.
• TYPE,1 y MAT,1 activan esas tablas antes de mallar.

M03 justificará en detalle la elección del elemento y comparará idealizaciones. En M00 basta reconocer que elemento y material deben estar definidos y activos antes de generar elementos.

Bloque 3 — Crear geometría y malla

BLOCK,0,1.0,0,0.10,0,0.05
ESIZE,0.025
VMESH,ALL

• BLOCK crea un volumen rectangular con límites X, Y y Z.
• ESIZE propone un tamaño global de elemento.
• VMESH,ALL malla todos los volúmenes seleccionados.

Una malla visible no implica una malla convergida. M04 estudiará sensibilidad y calidad. Aquí solo necesitamos una discretización razonable para completar el flujo.

Bloque 4 — Seleccionar y empotrar

NSEL,S,LOC,X,0
D,ALL,ALL,0
ALLSEL,ALL

NSEL,S,LOC,X,0 sustituye la selección actual por los nodos situados en x=0. D,ALL,ALL,0 restringe todos sus grados de libertad disponibles. Finalmente, ALLSEL,ALL recupera todas las entidades.

Bloque 5 — Repartir una fuerza total

NSEL,S,LOC,X,1.0
*GET,n_tip,NODE,0,COUNT
F,ALL,FY,-1000/n_tip
ALLSEL,ALL

Primero se seleccionan los nodos del extremo. *GET cuenta cuántos hay y guarda el resultado en n_tip. La fuerza de cada nodo es -1000/n_tip, por lo que la suma permanece igual a −1000 N aunque cambie la malla.

Esta idea es importante: el valor de entrada representa una fuerza total, no una fuerza que deba repetirse completa en cada nodo.

Bloque 6 — Salir de PREP7 y resolver

FINISH

/SOLU
ANTYPE,STATIC
SOLVE
FINISH

• FINISH sale del procesador actual y vuelve a BEGIN.
• /SOLU entra en Solution.
• ANTYPE,STATIC declara un análisis estático.
• SOLVE solicita la solución del load step actual.
• El segundo FINISH cierra la etapa de solución.

Que SOLVE termine solo demuestra que el solver obtuvo una respuesta. Todavía debemos comprobar si representa correctamente el problema físico.

Bloque 7 — Entrar en POST1

/POST1
SET,LAST
PLNSOL,U,SUM
PLNSOL,S,EQV
FINISH

• /POST1 abre el postprocesador general.
• SET,LAST lee el último conjunto de resultados disponible.
• PLNSOL,U,SUM representa la magnitud del desplazamiento.
• PLNSOL,S,EQV representa la tensión equivalente.

Cada plot sustituye al anterior en el viewport. Al finalizar verás la tensión equivalente. Puedes volver a ejecutar PLNSOL,U,SUM manualmente para recuperar el desplazamiento.

Qué archivos debes encontrar

Cómo leer el archivo .out

Ábrelo como texto y busca, en este orden:

1. ERROR o FATAL: pueden invalidar o detener la ejecución.
2. WARNING: exige interpretación; no todas las advertencias tienen la misma gravedad.
3. La sección de solución: confirma que se alcanzó SOLVE.
4. El final del archivo: comprueba que el script llegó a POST1.

No cambies opciones del solver al azar ante el primer mensaje. Identifica primero la etapa, la entidad y la instrucción relacionadas con el síntoma.

Comprobación física independiente

Para una viga rectangular:

I = B·H³/12
|uy_tip| = P·L³/(3·E·I)

Con los valores del modelo:

I = 4.1667E-6 m⁴
|uy_tip| ≈ 3.81E-4 m = 0.381 mm

El modelo sólido 3D no tiene que coincidir exactamente con Euler–Bernoulli. En esta primera sesión buscamos el orden de magnitud. M04 y M07 convertirán esta comparación en un estudio formal.

Reto verificable — La prueba de linealidad

Antes de modificar nada, predice qué ocurrirá al duplicar la carga:

F,ALL,FY,-2000/n_tip

1. Ejecuta el caso de −1000 N y registra el desplazamiento vertical del extremo.
2. Cambia únicamente la fuerza total a −2000 N.
3. Ejecuta otra vez con la misma geometría, material y malla.
4. Calcula uy_2000/uy_1000.

Errores frecuentes

Autoevaluación

Evidencia de aprendizaje

• Carpeta de trabajo con 00_session_template.mac, `.out` y `.rst`.
• Captura del viewport con la deformada o el contorno de desplazamiento.
• Fragmento del `.out` que confirme que se alcanzó la solución.
• Tabla con carga, desplazamiento y razón entre los dos casos.
• Una explicación breve de por qué la razón observada demuestra comportamiento lineal.

Checklist de validación

• Creé una carpeta dedicada con permisos de escritura.
• Configuré Working Directory y Job Name en Product Launcher.
• Identifiqué Command Input, Command Window, viewport, procesador y atributos.
• Ejecuté la plantilla mediante /INPUT.
• Encontré los archivos .out y .rst.
• La deformada y el sentido del desplazamiento son físicamente razonables.
• Comparé el orden de magnitud con 0.381 mm.
• Completé el reto con una razón entre 1.99 y 2.01.
• Puedo explicar la función de cada bloque del script sin memorizar todos sus argumentos.