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, Output Window, Command Window, viewport, procesador y atributos activos.
• Ejecutas un archivo .mac mediante /INPUT.
• Reconoces el flujo /PREP7 → /SOLU → /POST1, la existencia de /POST26 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

Hasta el primer /INPUT, la lección sigue cinco pasos numerados. Empiezas por el primero; cada uno deja la sesión en un estado comprobable antes de pasar al siguiente.

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 la ventana principal y la Output Window:

La ventana principal

Cinco zonas que usarás en casi toda sesión:

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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Output Window

Al abrir MAPDL aparece también una ventana independiente titulada Mechanical APDL … Output. No es donde escribes comandos: es el registro en tiempo real de todo lo que el programa va escribiendo — versión y directorio de trabajo, nombre del job, arranque de la interfaz gráfica, eco de comandos, avance del solver, advertencias y errores.

En Windows, MAPDL interactivo muestra esa salida en la Output Window, pero no la escribe en disco por defecto. En general, para conservar el registro en un archivo hay que redirigir con /OUTPUT,Fname,Ext (menú Utility Menu → File → Switch Output to → File). En M00 no hace falta hacerlo a mano: /OUTPUT,m00_session,out está preasignado en la plantilla, justo después de /FILNAME.

El nombre del archivo de salida no puede coincidir con el prefijo del job: si /FILNAME fija m00_cantilever, ANSYS reserva m00_cantilever.out para el job. Por eso la plantilla escribe el registro de la ejecución en m00_session.out, un nombre alternativo.

Mientras ejecutas, la Output Window sigue siendo el primer sitio donde detectar un error; el .out te permitirá revisar el mismo contenido con calma después.

BEGIN no significa «sin contexto»

BEGIN es el nivel inicial de MAPDL: la sesión acaba de abrirse y aún no has entrado en ningún procesador concreto. Un procesador es el modo de trabajo que determina qué comandos APDL acepta MAPDL en ese momento. Piensa en él como una fase del análisis: no todos los comandos son válidos en todas las fases.

Los procesadores que usarás con más frecuencia son cuatro:

POST1 y POST26 son postprocesadores complementarios: entras en uno u otro tras resolver, según quieras inspeccionar un campo en un instante o una evolución entre sets. La plantilla de M00 solo usa POST1; /POST26 lo verás en M07.

Para entrar, escribe el comando en Command Input y pulsa Enter (o inclúyelo en un .mac). Para salir del procesador actual y volver a BEGIN, usa FINISH. La barra inferior —el punto 4 de la lista anterior— muestra en todo momento dónde estás; al ejecutar la plantilla verás cómo cambia sucesivamente de BEGIN a PREP7, SOLUTION y POST1.

El Main Menu del punto 2 refleja la misma lógica: sus ramas de preprocesado, solución y postprocesado abren esos procesadores. En este curso entraremos por comandos APDL, no por menús.

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

No confundas la Output Window con la Command Window. La Output registra todo el flujo de la sesión; la Command Window es opcional y muestra el diálogo interactivo de comandos, mensajes y respuestas inmediatas. Puede estar integrada o desacoplada según versión y configuración.

Úsala como monitor de ejecución interactivo, no como sustituto del registro en disco. No necesitas leer cada línea en tiempo real ni configurar la redirección a mano: la plantilla incluye /OUTPUT,m00_session,out preasignado y, al final, un /OUTPUT sin argumentos que devuelve la salida a la Output Window en tiempo real.

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 una viga en voladizo con las siguientes características:

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
/OUTPUT,m00_session,out
/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

/OUTPUT

• /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.
• /OUTPUT sin argumentos devuelve la salida de texto a la Output Window en tiempo real.

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

La plantilla incluye /OUTPUT,m00_session,out preasignado justo después de /FILNAME. A partir de ahí, lo que MAPDL escribe en la Output Window también queda en m00_session.out hasta el /OUTPUT final, que devuelve la salida a la ventana en tiempo real. 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, m00_session.out y m00_cantilever.rst.
• Captura del viewport con la deformada o el contorno de desplazamiento.
• Fragmento de m00_session.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, Output Window, Command Window, viewport, procesador y atributos.
• Ejecuté la plantilla mediante /INPUT.
• Encontré m00_session.out y m00_cantilever.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.