Sintaxis y parámetros

En M00 ejecutaste una simulación preparada. Ahora harás que el modelo deje de ser una secuencia rígida: recibirá entradas, comprobará si tienen sentido y tomará su primera decisión de ingeniería.

Objetivos

Al completar M01 podrás demostrar que:

• Sustituyes números dispersos por parámetros con significado físico y unidades conocidas.
• Distingues entradas, magnitudes derivadas, referencias analíticas y resultados FEA.
• Construyes expresiones APDL y predices su tendencia antes de ejecutar.
• Detienes entradas inválidas mediante *IF.
• Defines un array con *DIM y lo recorres mediante *DO.
• Generas una tabla CSV y seleccionas la primera alternativa admisible.

Prerrequisitos y archivos

• Haber completado M00 o reconocer el flujo /PREP7 → /SOLU → /POST1.
• Conocer el significado de módulo elástico, momento de inercia y flecha.
• Trabajar con el sistema coherente SI: metros, newtons y pascales.

Antes de programar: haz una predicción

En M00 la altura era 0.10 m. Imagina que la duplicamos:

beam_h=0.20

¿La flecha será la mitad, la cuarta parte o la octava parte?

Para una sección rectangular:

I = B·H³/12
uy = P·L³/(3·E·I)

Como I ∝ H³ y uy ∝ 1/I, obtenemos uy ∝ 1/H³. Duplicar la altura reduce la flecha teórica a 1/8. Guarda esta predicción: será nuestro primer test.

Modelo mental: el contrato del script

Organizaremos el programa como si fuera una función de ingeniería:

Esto separa cuatro categorías que no deben confundirse:

Una referencia analítica no es «el resultado correcto» por decreto. Es una comparación independiente, basada en hipótesis distintas, que ayuda a detectar errores de unidades, cargas o rigidez.

Paso 1 — Encontrar los números mágicos

Abre 01_start.mac. Encontrarás expresiones como:

MP,EX,1,210E9
BLOCK,0,1.0,0,0.10,0,0.05
ESIZE,0.025
F,ALL,FY,-1000/n_tip

Los valores no son incorrectos, pero su significado está oculto y aparecen dentro de las instrucciones. Cambiar la longitud exige buscar cada aparición de 1.0 y decidir si representa longitud, coordenada o cualquier otra cosa.

Reúne las entradas al principio:

! --- INPUTS: SI units ---
beam_l=1.0
beam_h=0.10
beam_b=0.05
young=210E9
nu=0.30
tip_force=-1000
mesh_h=0.025

Después reemplaza los números físicos:

MP,EX,1,young
MP,PRXY,1,nu
BLOCK,0,beam_l,0,beam_h,0,beam_b
ESIZE,mesh_h
NSEL,S,LOC,X,beam_l
F,ALL,FY,tip_force/n_tip

Paso 2 — Construir expresiones verificables

Calcula primero la inercia:

inertia=beam_b*beam_h**3/12

En APDL, ** representa potencia. beam_h*3 no es una forma alternativa: es otra operación.

Añade las referencias:

uy_ref=tip_force*beam_l**3/(3*young*inertia)
uy_ref_abs=ABS(uy_ref)
sigma_ref=ABS(tip_force)*beam_l*(beam_h/2)/inertia

Para el caso base deben obtenerse aproximadamente:

Paso 3 — Rechazar entradas imposibles

Esperar hasta VMESH para descubrir que una dimensión es cero produce mensajes lejanos a la causa. Es mejor comprobar el contrato inmediatamente:

*IF,beam_h,LE,0,THEN
  /COM,ERROR: beam_h must be positive
  /EOF
*ENDIF

*IF,mesh_h,GT,beam_h/2,THEN
  /COM,WARNING: mesh_h is larger than beam_h/2
*ENDIF

El primer bloque representa un error que impide continuar. El segundo es una advertencia: el modelo puede ejecutarse, pero la discretización transversal merece atención.

Experimento controlado

1. Cambia temporalmente beam_h a cero.
2. Ejecuta el script.
3. Comprueba que no se crea geometría.
4. Restaura beam_h=0.10.

No celebres que MAPDL «ha fallado correctamente». Celebra que tu programa detectó el problema antes de entregar datos absurdos al modelador.

Paso 4 — Dar memoria al programa con arrays

Queremos probar cuatro alturas sin crear cuatro parámetros independientes:

*DIM,heights,ARRAY,4
heights(1)=0.08
heights(2)=0.10
heights(3)=0.12
heights(4)=0.14

*DIM reserva un array. Cada posición contiene una alternativa. El array describe datos; todavía no indica qué hacer con ellos.

Paso 5 — Recorrer alternativas con *DO

*DO,i,1,4
  trial_h=heights(i)
  trial_i=beam_b*trial_h**3/12
  trial_uy=ABS(tip_force)*beam_l**3/(3*young*trial_i)
  trial_stress=ABS(tip_force)*beam_l*(trial_h/2)/trial_i
*ENDDO

El índice i toma sucesivamente los valores 1, 2, 3 y 4. En cada vuelta, trial_h representa una altura distinta. El cálculo analítico cuesta prácticamente nada; por eso es un buen lugar para aprender bucles. Ejecutar una simulación completa en cada vuelta llegará en M09.

Paso 6 — Convertir límites en una decisión

passes=0
*IF,trial_uy,LE,uy_limit,THEN
  *IF,trial_stress,LE,stress_limit,THEN
    passes=1
    *IF,selected_h,EQ,0,THEN
      selected_h=trial_h
    *ENDIF
  *ENDIF
*ENDIF

selected_h comienza en cero. Solo se actualiza para la primera alternativa válida, por lo que al finalizar contiene la menor altura admisible de un array ordenado.

La primera candidata válida es 120 mm.

Paso 7 — Escribir una evidencia reutilizable

Una tabla es más útil que valores enterrados en el output:

*CFOPEN,m01_design_table,csv
*VWRITE
('height_m,uy_ref_m,sigma_ref_pa,passes')

! Dentro del bucle:
*VWRITE,trial_h,trial_uy,trial_stress,passes
(E16.8,',',E16.8,',',E16.8,',',F2.0)

*CFCLOS

Al ejecutar el entregable aparecerá m01_design_table.csv en el Working Directory. Ábrelo en un editor de texto antes de llevarlo a una hoja de cálculo: debes poder entender su estructura sin depender de otra aplicación.

Caza de errores

Descarga 01_bug_hunt.mac. No lo ejecutes todavía. Encuentra cinco defectos:

1. Una altura expresada en unidades incompatibles.
2. Un tamaño de malla imposible.
3. Una potencia escrita como multiplicación.
4. Una magnitud de tensión con signo inadecuado para compararla con un límite.
5. Una geometría que ignora el bloque de parámetros.

Para cada defecto escribe: síntoma probable, causa y corrección mínima.

Reto verificable

Abre 01_challenge.mac y completa los cuatro TODO.

1. Añade una quinta altura elegida por ti.
2. Recorre las cinco alternativas sin duplicar las expresiones.
3. Identifica la primera que cumple flecha y tensión.
4. Genera un CSV con entradas, referencias y estado.

Autoevaluación

Evidencia de aprendizaje

• 01_parametric_beam.mac ejecutado desde una sesión limpia.
• m01_design_table.csv con cuatro alternativas.
• Archivo del reto con una quinta alternativa.
• Tabla «defecto → síntoma → causa → corrección» de la caza de errores.
• Predicción y comprobación de la razón 1/8 al duplicar altura.

Checklist de validación

• Reuní todas las entradas físicas en un bloque documentado.
• Eliminé los números mágicos de geometría, material, malla y carga.
• Distingo entradas, derivados, referencias y resultados FEA.
• El script rechaza dimensiones y malla no positivas.
• El CSV coincide con los resultados esperados dentro de la tolerancia.
• La primera altura válida del conjunto base es 120 mm.
• Completé la caza de errores y el reto sin utilizar la GUI.