第七章 APDL综合实例
7.1 问题说明
本章在阐明APDL技术时本想也采取实例的方式，把APDL的各个细节都用一个个详细的实例说清楚，无奈APDL细节内容比较繁复，而且不和UIDL那样各成体系，APDL的应用很多情况下都是和UIDL、UPF结合在一起应用的，它甚至渗透到基础分析中的各个环节中，可以说也是ANSYS的脚本基础。考虑到大家都不会有兴趣来聆听枯燥的数组构建法，宏函数的参元特性等罗嗦的APDL语法，这里我们打算用一个比较大的综合实例来想大家描述一部分APDL的功能，从这里你将能看到我们能用APDL干些什么。
还记得UIDL实例解析二中的一个例子，这里我们有必要重温一下：
如图1(a)一所示，一带孔薄板，长4000mm，宽2000mm，顶部中心部分1800mm处承受42MP的压力，左右两个长圆孔中心分别踞四周1000mm，长圆孔的具体形式如图1(b)所示，上下分别为半圆，中部用直线衔接。这里假设长圆长轴与水平方向夹角为α。
为了使得孔边缘应力集中最小，这里拟调整α的大小（α∈[-π/2, π/2]）,以便在固定的H情况下达到长圆孔周围应力集中最小。
在UIDL实例二的部分我们只是在GUI界面下实现了它的参数化建模，这部分工作在本章的综合实例中仍然有效，下面我们将一步步完全实现这一问题。
7.2 解题思想
本问题是在用户给定H的情况下求得α角的最优解，使得孔边最大拉应力最小（这是因为材料抗拉性能比较弱）。这里我们的想法是把α取每一个角度时候得到的孔边最大拉应力都求出，比较一下，得到孔边拉应力最小情况下对应的α取值。现在的问题是，我们只能够对每一离散的α值求取其孔边最大拉应力，让α在[0°~360°]之间连续取值不仅是无法做到的，而且在工程中也没有必要，这里我们拟每隔一定角度计算一下孔边最大拉应力，最终在这些有限的角度中求取出最佳的α值。因此我们还需要(a) α
图1
(b) H r 用户自定义求解的精度参数，即我们每隔多少角度来计算一次（决定了结果精确到什么程度）。比方说我们定义每隔5°计算一次的话，整个优化过程需要进行180/5=36次求解运算。
第七章 有机波谱分析
7-1．推测结构题。
（1） 化合物A (C9H10O ，能与羟胺反应得B C9H11NO 。A与土伦试剂不反应，但在NaOH与 I2 溶液中反应得一种酸C，C强烈氧化得苯甲酸。A在酸性条件下与乙二醇作用得DC11H14O2 。试推测A-D各化合物的结构，并写出各歩反应。
（2） 化合物A C10H12O2 ，其IR谱在1735cm-1处有强吸收峰，3010 cm-1有中等吸收。其NMR谱如下， ：1.3（三重峰，3H）；2.4（四重峰，2H）；5.1（单峰，2H）；7.3（多重峰，5H）。试写出A的结构，并指出IR，NMR各吸收的归属。
（3） 某化合物的元素分析表明只含有C,H，O，最简式为 C5H10O ，IR谱1720 cm-1处有强吸收，2720 cm-1附近无吸收。
解：（1）A至D各化合物的结构式f分别为：
A：
H2CCCH3O
B：
H2CCNCH3OH
C;
CH2COOH
D：
H2CCCH3OO 各步反应如下：
H2CCCH3OH2CCCH3NOHNH2OHH2CCCH3OH2CCCH3OOHOCH2CH2OH+CH3IH2CCCH3OH2CCCH3OOHOCH2CH2OH+CH3ICH2COOHCOOH[O]
（2）A的结构式为：
H2COCOH2CCH3
A的IR，NMR各吸收归属为：
H2COCOH2CCH3dcba
IR：1735 cm-1（强）酯的 vAr-H ；3010 cm-1（中强） vc=O 。
NMR： ：1.3（三重峰，3H）a；2.4（四重峰，2H）b；5.1（单峰，2H）c；7.3（多重峰，5H）d。
（3）IR的谱1720 cm-1处有强吸收，2720 cm-1附近处无吸收，表明有酮羰基 RCOR' 。
7-2．化合物 C6H12O2 在1740 cm-1，1250 cm-1，1060 cm-1处有强的红外吸收峰。在2950 cm-1以上无红外吸收峰。核磁共振谱图上有两个单峰 ，，请写出该化合物的结构式。
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;. 综合谱图解析
1.
某未知物分子式为C5H12O，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在200 nm以上没有吸收，试确定该化合物结构。并解释质谱中m/z 57和31的来源。
1 : 2 : 9
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;. 2.
待鉴定的化合物（I）和（II）它们的分子式均为C8H12O4。它们的质谱、红外光谱和核磁共振谱见图。也测定了它们的紫外吸收光谱数据：(I)λmax223nm，δ4100；（II）λmax219nm，δ2300，试确定这两个化合物。
未之物（I）的谱图
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;. 未之物（II）的谱图
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;. 3、某未知物的分子式为C9H10O2，紫外光谱数据表明：该物λmax在264、262、257、252nm (εmax101、158、147、194、153)；红外、核磁数据如图所示，试推断其结构，并说明理由。
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;. 4.
某未知物 C11H16 的 UV、IR、1H NMR、MS谱图及13C NMR数据如下，推导未知物结构。
序号 δc（ppm） 碳原子个数 序号 δc（ppm） 碳原子个数
1 143.0 1 6 32.0 1
2 128.5 2 7 31.5 1
3 128.0 2 8 22.5 1
4 125.5 1 9 10.0 1
5 36.0 1
.
;. 5.
某一未知化合物，其分子式为C10H10O。已测定它的紫外吸收光谱、红外光谱(KBr压片)以及核磁共振谱，见图确定该化合物结构。
5113
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;. 6.
某未知化合物的红外光谱、核磁共振氢谱如图，分子式根据元素分析为C6H11O2Br，试推测其结构。
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;. 7.
某一未知化合物，其分子式为C13H16O4。已测定它的红外光谱、核磁共振谱以及紫外吸收光谱.如图，试确该未知化合物的结构。
综合谱图解析
1. 某未知物分子式为 C5H12O，它的质谱、红外光谱以及核磁共振谱如图，它的紫外吸收光谱在 200 nm 以上没有吸收，试确定该化合物结构。并解释质谱中
m/z 57 和 31 的来源。
1:2:9
2. 待鉴定的化合物（ I）和（ II）它们的分子式均为 C8H12O4。它们的质谱、红外光谱和核磁共振谱见图。 也测定了它们的紫外吸收光谱数据： (I)λmax223nm，δ
4100；（II）λmax219nm，δ2300，试确定这两个化合物。
未之物（ I）的谱图
未之物（ II）的谱图
3、某未知物的分子式为 C9H10O2，紫外光谱数据表明：该物 λ max 在 264、262、
257、 252nm (εmax101、158、 147、 194、153)；红外、核磁数据如图所示，试
推断其结构，并说明理由。
4. 某未知物 C11H16 的 UV、 IR、1H NMR、 MS 谱图及 13C NMR 数据如下，推导
未知物结构。
序号 δ c（ ppm） 碳原子个数 序号 δc（ ppm） 碳原子个数
1 143.0 1 6 32.0 1
2 128.5 2 7 31.5 1
3 128.0 2 8 22.5 1
4 125.5 1 9 10.0 1
5 36.0 1
5. 某一未知化合物，其分子式为 C10H10O。已测定它的紫外吸收光谱、红外光谱
(KBr压片 )以及核磁共振谱，见图确定该化合物结构。
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6. 某未知化合物的红外光谱、核磁共振氢谱如图，分子式根据元素分析为
C6H11O2Br，试推测其结构。
7. 某一未知化合物，其分子式为 C13H16O4。已测定它的红外光谱、核磁共振谱
以及紫外吸收光谱 .如图，试确该未知化合物的结构。
