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文檔簡介

Inp文件格式1.INP文件的作用INP文件(擴(kuò)展名為.inp)是一種文本文件,他包含了對(duì)整個(gè)模型的完整描述,在前處理器(例如ABAQUS/CAE)和求解器(ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit)之間建立了一個(gè)傳遞數(shù)據(jù)的橋梁。2.INP文件的生成方法各種常用的前處理器(例如MSC.PATRAN、EFMAP)大多都支持以INP文件的格式來輸出模型。在ABAQUS/CAE中,如果Job功能模塊中提交分析作業(yè),或者點(diǎn)擊Job Management對(duì)話框中的Write Input,就會(huì)在默認(rèn)的工作目錄下生成INP文件。3.INP文件的格式INP文件由一系列的數(shù)據(jù)塊構(gòu)成,每個(gè)數(shù)據(jù)塊描述模型的某部分特定信息。一個(gè)數(shù)據(jù)塊總是以帶有*號(hào)的關(guān)鍵詞(Keyword)開始,其后往往帶有相應(yīng)的參數(shù),以及一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)行(data line),例如:*ELEMENT, TYPE=CPS4, ELSET=My-Elem-set1, 1, 12, 57, 232, 12, 13, 58, 57其含義是:定義單元,其類型為CPS4,屬于名為My-Elem-set的單元集合。單元1由節(jié)點(diǎn)1, 1, 12, 57, 23構(gòu)成,單元2由節(jié)點(diǎn)2, 12, 13, 58, 57構(gòu)成。在ABAQUS幫助文檔ABAQUS Keyword Refence Manual中可以查到每個(gè)關(guān)鍵詞的用法。例如,查詢上述*ELEMENT的用法,可以看到,TYPE是比不可少的參數(shù)(required parameter),而ElSET是可供選擇的參數(shù)(optional parameter).INP文件的格式遵循以下規(guī)則。1) 如果一行以*開始,則為注釋行,其內(nèi)容在分析過程中不起作用。2) 整個(gè)INP文件中不應(yīng)該有空行,否則會(huì)在分析時(shí)出現(xiàn)異常錯(cuò)誤。如果希望使用空行來隔開兩部分內(nèi)容,應(yīng)在此行的開頭輸入*,表明這行是注釋行。3) 關(guān)鍵詞,參數(shù),集合名稱和面的名稱都不區(qū)分大小寫(用戶子程序中用到的集合或面除外)。4) INP文件的每一行不能超過256個(gè)字符,有些關(guān)鍵字對(duì)此還有進(jìn)一步的規(guī)定。例如,前面介紹的*ELEMENT要求在每個(gè)數(shù)據(jù)行中包含的節(jié)點(diǎn)數(shù)不超過15個(gè),總共最多80個(gè)字符;*ELSET和*NSET要求在每個(gè)數(shù)據(jù)行中包含的數(shù)據(jù)不超過16個(gè),如果超出16個(gè),超出的部分會(huì)被忽略。5) 如果一行沒有結(jié)束而需要換行時(shí),需要在此行的結(jié)尾加上逗號(hào),表明下一行將是這一行的延續(xù)。6) 在關(guān)鍵詞和各個(gè)參數(shù)之間,以及數(shù)據(jù)行中的各個(gè)數(shù)據(jù)之間都要用逗號(hào)分隔。如果一個(gè)數(shù)據(jù)行中只包含一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng),也要在結(jié)尾處加上一個(gè)逗號(hào)。7) 對(duì)關(guān)鍵詞,參數(shù)和數(shù)據(jù)行書寫位置沒有想FORTRAN文件那樣的嚴(yán)格限制,在詞與詞與詞之間的空格或制表符(按TAB鍵)不影響其內(nèi)容。8) 對(duì)于浮點(diǎn)數(shù),下列表示方法都是有效的:55.05.5.0E+0.5E+150.E-1注意:常見的INP格式錯(cuò)誤4.INP文件的結(jié)構(gòu)圖4-1顯示了INP文件的基本結(jié)構(gòu),其各個(gè)部分的內(nèi)容在下文中詳細(xì)說明。在ABAQUS幫助文檔ABAQUS Keyword Refence Manual中,可以查詢到每個(gè)關(guān)鍵詞應(yīng)出現(xiàn)在INP文件的什么位置。例如,在對(duì)關(guān)鍵詞*NSET(節(jié)點(diǎn)集合)的解釋中可以看到如下的說明:“Level: Part Part Instance Assembly Model Step”,其含義為:此關(guān)鍵詞可以出現(xiàn)在INP文件的以下位置。1)Part數(shù)據(jù)塊中,即*Part和*END PART之間。2)Instance數(shù)據(jù)塊中,即*INSTANCE和*END INSTANCE之間。3)Assembly數(shù)據(jù)塊中,即*ASSEMBLY和*END ASSEMBLY之間。4)Step數(shù)據(jù)塊中,即*STEP和*END STEP之間。5)整個(gè)模型層(Model),即上述Part,Instance,Assembly,Step數(shù)據(jù)塊之外。注意:省略號(hào)表述略去具體數(shù)據(jù)5.格式用法1)*HEADINGINP文件總是以*HEADING開頭,接下來可以用一行或多行來寫下此模型的標(biāo)題和相關(guān)信息。2)*PREPRINTPreprint可設(shè)置在DAT文件(*.dat)中記錄的內(nèi)容。ABAQUS默認(rèn): *Preprint, echo=NO, model=NO, history=NO, contact=NO,內(nèi)容為:在DAT文件中不記錄對(duì)INP文件的處理過程,以及詳細(xì)的模型和歷史數(shù)據(jù)。模型數(shù)據(jù)3)*PARTPart數(shù)據(jù)塊的格式為:*Part, NAME=部件名稱*END PART如果此部件相應(yīng)的實(shí)體是非獨(dú)立實(shí)體(即網(wǎng)格劃分在部件上),則Part數(shù)據(jù)塊中將包含下面將要介紹的節(jié)點(diǎn)、單元、集合和截面屬性等數(shù)據(jù)。如果此部件相應(yīng)的實(shí)體是獨(dú)立實(shí)體,則Part數(shù)據(jù)塊中只包含上述*PART和*END PART兩行,而沒有實(shí)質(zhì)性的數(shù)據(jù),諸如節(jié)點(diǎn)、單元、集合和截面屬性等致?lián)⒊霈F(xiàn)在Instance數(shù)據(jù)塊(*INSTANCE)中。注意:如果INP文件是由Abaqus/CAE生成的,其結(jié)構(gòu)會(huì)包括部件*Part,裝配件*Assembly,實(shí)體*Instance等數(shù)據(jù)塊;如果INP文件是由其他前處理器如MSC,PATRAN,F(xiàn)EMAP等生成的,其結(jié)構(gòu)將不包含部件,裝配件和實(shí)*體等數(shù)據(jù)塊,而是直接定義節(jié)點(diǎn)和單元等數(shù)據(jù)。4)*NODE節(jié)點(diǎn)定義以*Node開始節(jié)點(diǎn)的基本表示方法:一維模型:節(jié)點(diǎn)編號(hào),節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)二維模型:節(jié)點(diǎn)編號(hào),節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)1,節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)2三維模型:節(jié)點(diǎn)編號(hào),節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)1,節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)2,節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)3注意:1.節(jié)點(diǎn)編號(hào)可以不從1開始也可以是不連續(xù)的。2.在INP文件中,不同的部件或?qū)嶓w可以有相同的節(jié)點(diǎn)或單元編號(hào)。比如,部件Part-A的節(jié)點(diǎn)編號(hào)*是1,2,3.,部件Par-B的節(jié)點(diǎn)編號(hào)也可以是1,2,3,.3.如果在定義荷載Load,邊界條件BC或約束Constraint是需要引用這些節(jié)點(diǎn)編號(hào),需要加上相應(yīng)*的 實(shí)體 名稱作為前綴。例如,部件Part-A和部件Part-B的相應(yīng) 實(shí)體 分別名為PartA-1和Part-B-1,則實(shí)體Part-A-1的節(jié)點(diǎn)記作Part-A-1. 5,而實(shí)體Part-B-1的節(jié)點(diǎn)5記作Part-B-1. 55)*EELMENT單元的定義方法:*Element,type=單元類型 單元編號(hào),節(jié)點(diǎn)1編號(hào),節(jié)點(diǎn)2編號(hào),節(jié)點(diǎn)三編號(hào).6)定義在Part或Instance數(shù)據(jù)塊中的結(jié)合集合有兩種:節(jié)點(diǎn)集合(*NSET)和單元集合(*ELSET),他們又分為一下兩類。A定義在Part或Instance數(shù)據(jù)塊中的集合:這類集合出現(xiàn)在*PART和*END PART之間,或者*INSTANCE和*END INSTANCE之間,一般用來定義截面屬性。所有單元都必須被賦予截面屬性,因此一般每個(gè)單元都會(huì)屬于至少一個(gè)定義在Part或Instance數(shù)據(jù)塊中的集合。節(jié)點(diǎn)集合和單元集合一般有來兩種表示方法,下面以定義在Part或Instance數(shù)據(jù)塊中的集合為里分別加以介紹。a)如果集合中的節(jié)點(diǎn)或單元編號(hào)是連續(xù)的,則可以表示為節(jié)點(diǎn)集合: *Nset, Nset=節(jié)點(diǎn)集合名稱, Generate 起始節(jié)點(diǎn)編號(hào),結(jié)束節(jié)點(diǎn)編號(hào),節(jié)點(diǎn)編號(hào)增量單元集合: *Elset, Elset=單元集合名稱,Generate 起始單元編號(hào),結(jié)束單元編號(hào),單元編號(hào)增量b).如果集合中的節(jié)點(diǎn)或單元編號(hào)是不連續(xù)的,表示方法為:依次列出集合中的所有節(jié)點(diǎn)或單元(每個(gè)數(shù)據(jù)行接點(diǎn)或單元編號(hào)不得超過16個(gè)),格式:節(jié)點(diǎn)集合: *Nset, Nset=節(jié)點(diǎn)集合名稱 節(jié)點(diǎn)編號(hào)1,節(jié)點(diǎn)編號(hào)2,.節(jié)點(diǎn)編號(hào)16單元集合: Elset,Elset=單元集合名稱 單元編號(hào)1,單元編號(hào)2,.單元編號(hào)16B. 定義在Assembly數(shù)據(jù)塊中的集合:這類集合出現(xiàn)在*END INSTANCE之后,*END ASSEMBLY之前,一般用來定義載荷,邊界條件,面,接觸或約束等。注意:節(jié)點(diǎn)集合和單元集合的名稱不得超過80個(gè)字符,必須以字母開頭(可以是下劃線)。7)*SOLID SECTION截面屬性的基本表示方法是:*Solid Section, Elset=單元集合名稱, Material=材料名稱 截面參數(shù)注意:截面參數(shù)可以是二維模型的厚度或一維模型的截面面積等。材料名稱不超過80個(gè)字符,必須以字母開頭。8)*ASSEMBLY定義Assembly數(shù)據(jù)塊的格式為:*Assembly, Name=裝配件名稱 . *End Assembly省略號(hào)代表在Assembly數(shù)據(jù)塊中的Instance數(shù)據(jù)塊,以及定義在Assembly數(shù)據(jù)塊中的幾何數(shù)據(jù)塊,以及面和約束有關(guān)的數(shù)據(jù)塊。9)*Instance定義Instance數(shù)據(jù)塊的格式為:*Instance, Name=實(shí)體名稱,part=部件名稱.*End Instance如果INP文件中的實(shí)體是非獨(dú)立實(shí)體,那么Instance數(shù)據(jù)塊中不包含點(diǎn),單元,集合和截面屬性等數(shù)據(jù),只是簡單表示為:*Instance, name=Plate1-1, part=Plate1*End Instance即可。10) 定義在Assembly數(shù)據(jù)塊中的集合定義在Assembly數(shù)據(jù)塊中的集合表示方法與定義在Part或Instance數(shù)據(jù)塊中的集合基本相同,只是需要在其后面加上參數(shù) Instance=實(shí)體名稱11)*SURFACE定義Surface數(shù)據(jù)塊的格式為:*Surface, Type=面的類型, Name=面的名稱 構(gòu)成面的集合1,名稱1 構(gòu)成面的集合2,名稱2 .其中面的類型的默認(rèn)值為ELEMENT,即由單元構(gòu)成的面。像定義節(jié)點(diǎn)和單元集合一樣,不需要使用*End Surface等語法來結(jié)束。上面介紹了出現(xiàn)在*ASSEMBLY和*END ASSEMBLY之間的數(shù)據(jù)塊。下面介紹的材料、邊界條件、分析步、載荷和輸出設(shè)置等數(shù)據(jù)塊出現(xiàn)在*END ASSEMBLY之后。12)*MATERIAL線彈性材料的基本表示方法是 *MATERIAL, NAME= *ELASTIC ,如果需要定義彈塑性金屬材料,還應(yīng)使用關(guān)鍵詞*PLASTIC來定義塑性應(yīng)力應(yīng)變曲線。對(duì)于熱傳導(dǎo)分析、熱力禍合分析和熱電藕合分析,需要使用關(guān)鍵詞*CON-DUCTIVITY來定義傳導(dǎo)率,并使用關(guān)鍵詞*SPECIFIC HEAT來定義比熱容。對(duì)于熱膨脹問題,需要使用關(guān)鍵詞*EXPANSION來定義熱膨脹系數(shù)。對(duì)于以下類型的分析,需要使用關(guān)鍵詞*DENSITY來定義密度。13)*BOUNDARY使用關(guān)鍵詞*BOUNDARY可以定義邊界條件。如果一個(gè)邊界條件定義在初始分析步(Initial)中.則相應(yīng)的Boundary數(shù)據(jù)塊將出現(xiàn)在*STEP之前;如果一個(gè)邊界條件定義在后續(xù)分析步中,則相應(yīng)的Boundary數(shù)據(jù)塊將出現(xiàn)在此后續(xù)分析步的*STEP和*END STEP之間提示:邊界條件既可以被創(chuàng)建在初始分析步中,也可以被創(chuàng)建在后續(xù)分析步中;而載荷不能被創(chuàng)建在初始(initial)分析步中.只能被創(chuàng)建在后續(xù)分析步中。圖4-2描述了ABAQUS模型中的6個(gè)自由度,其中的坐標(biāo)軸編號(hào)是1、2、3,而不是常用的X、Y、Z,因?yàn)槟P偷淖鴺?biāo)系也可以是柱坐標(biāo)系或球坐標(biāo)系等。邊界條件的定義方法主要有兩種(這兩種方法可以混合使用): A定義方法1:使用ABAQUS約定的名稱來表示某些常用的邊界條件類型,其格式為*BOUNDARY節(jié)點(diǎn)編號(hào)或節(jié)點(diǎn)集合, 約定的邊界條件類型其中約定的邊界條件類型包括以下幾種:XSYMM:對(duì)稱邊界條件,對(duì)稱面為與坐標(biāo)軸1垂直的平面,即U1=UR2=UR3=0;YSYMM:對(duì)稱邊界條件,對(duì)稱面為與坐標(biāo)軸2垂直的平面,即U2=UR1=UR3=0;ZSYMM:對(duì)稱邊界條件,對(duì)稱面為與坐標(biāo)軸3垂直的平面,即U3=UR1=UR2=0;XASYMM:反對(duì)稱邊界條件,對(duì)稱面為與坐標(biāo)軸1垂直的平面,即U2 = U3 = UR1=0;YASYMM:反對(duì)稱邊界條件,對(duì)稱面為與坐標(biāo)軸2垂直的平面,即UI=U3=UR2=0;ZASYMM:反對(duì)稱邊界條件,對(duì)稱面為與坐標(biāo)軸3垂直的平面,即U1=U2=UR3=0;PINNED:約束所有平移自由度,即U1 =U2 =U3 =0;ENCASTRE:約束所有自由度(固支邊界條件),即U1 = U2 = U3 = URl1= UR2 =UR3=O。B定義方法2:直接定義受約束的自由度,其格式為:*BOUNDARY節(jié)點(diǎn)編號(hào)或節(jié)點(diǎn)集合,第一個(gè)自由度的編號(hào),最后一個(gè)自由度的編號(hào),位移值如果邊界條件中的位移為0,上面的位移值可以省略;如果邊界條件中只有一個(gè)自由度受約束,上面的最后一個(gè)自由度的編號(hào)也可以省略。例子:XSYMM邊界條件(Ul = UR2 = UR3 =0)可以表示為:*BOUNDARY _PickedSetS,1 _PickedSetS,5,6其中的1表示自由度1(即U1), 5, 6表示從自由度5(即UR2)到自由度6(即UR3 )。再比如,可以用下列語句來表示施加在實(shí)體Plate 1-1節(jié)點(diǎn)3上的ENCASTRE邊界條件(U1=U2=U3=UR1=UR2=UR3=0)。*BOUNDARYPlatel-1. 3,1,6其中的1, 6表示從自由度1到自由度6的所有自由度。下面再舉一個(gè)給定位移值的例子,邊界條件“實(shí)體Plate 1-1節(jié)點(diǎn)3在Y軸方向上的位移值為50”可以表示為*BOUNDARY Platel-I.3,2,2,50歷史數(shù)據(jù)14)*STEP只給出了靜力分析。Step數(shù)據(jù)塊的格式為*STEP, NAME=分析步名稱*STATIC初始增量步,分析步時(shí)間,最小增量步,最大增量步15)載荷描述載荷的常用關(guān)鍵詞為*CLOAD(集中載荷)、*DLOAD(定義在單元上的分布載荷)、和*DSLOAD(定義在面上的分布載荷),其基本形式如下:A集中載荷*CLOAD 節(jié)點(diǎn)編號(hào)或裁點(diǎn)集合,自由度編號(hào),載荷值B定義在單元上的分布載荷*DLOAD單元編號(hào)或單元集合,載荷類型的代碼,載荷值3)定義在面上的分布載荷*DSLOAD 面的名稱,載荷類型的代碼,載荷值其中載荷類型的代碼的具體表示方法見ABAQUS幫助文件ABAQUS Analysis Users Manual中的“Distributed loads”。16)設(shè)置輸出數(shù)據(jù)一輸入文件的組成和結(jié)構(gòu)1一個(gè)輸入文件由模型數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)兩部分組成.模型數(shù)據(jù)的作用:定義一個(gè)有限元模型.包括單元,節(jié)點(diǎn),單元性質(zhì),定義材料等等有關(guān)說明模型自身的數(shù)據(jù).模型數(shù)據(jù)可被組織到零件中(零件可以被組裝成一個(gè)有意義的模型).歷史數(shù)據(jù)的定義是模型發(fā)生了什么-事情的進(jìn)展,模型響應(yīng)的荷載,歷史被分成一系列的時(shí)步層序.每一步就是一個(gè)響應(yīng)(靜態(tài)加載,動(dòng)態(tài)響應(yīng)等),時(shí)步的定義包括過程類型(比如靜態(tài)應(yīng)力分析,瞬時(shí)傳熱分析等)對(duì)于時(shí)間積分的控制參數(shù)或者非線性解過程,加載和輸出要求.At a minimum the model consists of the following information: geometry, element section properties, material data, loads and boundary conditions, analysis type, and output requests.2 ABAQUS 輸入文件的結(jié)構(gòu)形式。1) 必須有一個(gè)*HEADING 開頭。2) 接下來就是模型數(shù)據(jù)部分,定義節(jié)點(diǎn),單元,材料,初始條件等。模型數(shù)據(jù)的層次為:部件,組裝,模型。必須的模型數(shù)據(jù):(1)幾何數(shù)據(jù):模型的幾何形狀是用單元和節(jié)點(diǎn)來定義的,結(jié)構(gòu)性單元的截面是必須定義的。比如梁單元。特殊的特征也可以用特殊的單元來定義,比如彈簧單元,阻尼器,點(diǎn)式群體等。(2)材料的定義:材料必須定義比如使用的是鋼啊,巖石,土啊等材料??蛇x的模型數(shù)據(jù):(1)零件和組合 :一個(gè)模型可以用幾個(gè)零件來定義有可以把幾個(gè)零件組合成一個(gè)集來定義。(2)初始條件 :比如初始應(yīng)力,溫度,或者速度等(3)邊界條件:(4)運(yùn)動(dòng)約束(5)相互作用(6)振幅定義(7)輸出控制(8)環(huán)境特性(9)用戶子程序(10)分析附屬部分3) 接下來就是歷史數(shù)據(jù):定義分析的類型,荷載,輸出要求等。分析的目的就是預(yù)測(cè)模型對(duì)某些外部荷載或者某些初始條件的反映。一個(gè) ABAQUS 分析是建立在 STEP 的概念上的,(在歷史數(shù)據(jù)中描述)在分析中可以定義多個(gè) STEPS。每個(gè) STEP 用*STEP 開始,用*END STEP 結(jié)束。*STEP 是歷史數(shù)據(jù)和模型數(shù)據(jù)的分界點(diǎn),第一次出現(xiàn)*STEP 的前面的是模型數(shù)據(jù),后面的就是歷史數(shù)據(jù)。必須的歷史數(shù)據(jù):響應(yīng)類型:必須立刻出現(xiàn)在*STEP 選項(xiàng)后面。ABAQUS 中有兩種響應(yīng)步,一種是總體分析響應(yīng)步,可以是線形和非線形的,另一種是線形擾動(dòng)步??蛇x歷史數(shù)據(jù):(1)荷載:通常定義某種加的荷載類型和大小。荷載可以被描述成時(shí)間的函數(shù)。(2)邊界條件輸出控制(3)輔助控制(4)再生單元和曲面二、書寫 input 文件的語法和規(guī)則1關(guān)鍵詞行:1)必須以*開始,后面接的是選項(xiàng)的名字,然后隨之定義選項(xiàng)的內(nèi)容.如:* MATERIAL NAME=STEEL注釋行是以*開始的.2)如果有參數(shù),則參數(shù)和關(guān)鍵詞之間必須用“,”格開。3)在參數(shù)之間必須用“,”格開。4)關(guān)鍵詞行中的空格可以忽略。5)每行的長度不能超過 256 個(gè)字符6)關(guān)鍵詞和參數(shù)對(duì)大小寫是不區(qū)分的。7)參數(shù)值通常對(duì)大小寫也是不區(qū)分的,但是唯一的例外是文件名區(qū)分大小寫。8)關(guān)鍵詞和參數(shù),以及大多數(shù)情況下的參數(shù)值是不需要全拼寫出來的,只要他們之間可以相互區(qū)分就可以了。9) 假如參數(shù)有響應(yīng)的值,則付值號(hào)是“=”。10) 關(guān)鍵詞行可以延續(xù),比如參數(shù)的名字很長,要在下一行繼續(xù)這個(gè)關(guān)鍵詞行的話就可以這樣做,用“,”來連接。比如:*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC,DEPENDENCIES=111) 有些選項(xiàng)允許 INPUT 和 FILE 的參數(shù)作為一個(gè)輸入文件名,這樣的文件名必須包括一個(gè)完整的路徑名或者是一個(gè)相對(duì)路徑名。2數(shù)據(jù)行:(數(shù)據(jù)行如果和關(guān)鍵詞相聯(lián)系必須緊跟關(guān)鍵詞行)1) 一個(gè)數(shù)據(jù)行包括空格在內(nèi)不能超過 256 個(gè)字符。2) 所有的數(shù)據(jù)條目之間必須用“,”格開。3) 一行中必須包括指定說明的數(shù)據(jù)條目的數(shù)字。4) 每行結(jié)尾的空數(shù)據(jù)域可以省略。5) 浮點(diǎn)數(shù)最多可以占用 20 個(gè)字符。6) 整數(shù)可以是 10 個(gè)7) 字符串可以是 80 個(gè)8) 延續(xù)行可以被用到特定的情況。3標(biāo)簽:什么是標(biāo)簽?zāi)?,比如集名,曲面名,鋼筋名,他們是區(qū)分大小寫的,長度可以有 80個(gè)字符長。標(biāo)簽中的空格是可以省略的,除非用“”來標(biāo)示。那就不能省略了。沒有用“”來標(biāo)示的標(biāo)簽必須用字母來開頭。如果一個(gè)標(biāo)簽用“”來定義那么“”也是標(biāo)簽的一部分。標(biāo)簽的開始和結(jié)束不能用雙重“”下面是一個(gè)使用了引號(hào)和沒有使用引號(hào)的例子:*ELEMENT, TYPE=SPRINGA, ELSET=On

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