Abaquspython入门体会hyz

Abaqus/python入门体会（初稿）长安大学姜峰林[e-mail]2009.2.1#===========================================================自己的论文要用到有限元进行数值模拟分析，以前都用ansys计算，可ansys中岩土的本构模型只有D－P模型，无法准确的反映土的硬化/软化性质，模拟计算出的结果因此也和实际差别很大。Abaqus有着丰富的材料模型，超强的非线性分析能力，岩土的模型也很多，因此才转学Abaqus。Abaqus的cae建模功能还是很好的，但科研课题一般都要进行参数分析，采用cae的建模方法有些不切实际，学了没几天就放弃cae开始学习inp，也是学了一阵子才知道inp不能建立实体模型，只能直接建节点和单元。复杂的模型inp也无法建立，但采用Python建模就可以解决这个问题。由于Abaqus的学习资料不多，过了好些日子才知道Abaqus也可以采用Python语言进行建模计算，只是比Ansys的Apdl语言复杂得多，并且除了手册上的Script资料之外，没有较为系统的教程，刚一接触真是让人头痛。通过查看Simwe论坛上关于Python的帖子，和论坛朋友的帮助，自己在慢慢积累，现在对Python有了一点点了解，算是入了个门。接触Abaqus也没多久，对python更是一知半解，绝大多数地方根本都不清楚，抽空写一点认识体会主要是给像自己一样刚学习AbqusPython的朋友，能少走一些弯路，节约一些时间。同时希望大家批评指正、共同讨论、补充。#--------------------------------------------------------------------------------------------------学习Abaqus/Python基础：Abaqus的cae建模有比较全面的认识；了解一些Python语法知识（大家都不会有太多时间单独学习Python语言本身，只需要有概念了解即可，不懂的地方可以随时查询Pythonscript手册）Abaqus/Python学会使用不太难，可要精通应用还是要付出一定的劳动。大家所分析的课题专业不同，方向也千差万别，所用到的Abaqus的功能也就有很大的差别，能对自己的工作领域熟练应用就算成功。Abaqus毕竟只是软件，如何考虑专业知识成功建模才是最困难的。#--------------------------------------------------------------------------------------------------1.Python与Abaqus2.Abaqus/Python结构3.模型参数分析技巧4.几个命令的体会5.一个Abaqus/Python例子#--------------------------------------------------------------------------------------------------#===========================================================1.Python与Abaqus1.1Python简介Python是面向对象的语言。面向对象的语言自己的理解为：语言本身已经定义了许多固定模块，如数学函数、对显示模式的控制、一些对话框的编写等等程序模块，只需要按照程序的指定格式填空即可完成既定任务，格式相对比较固定，因此语言格式看起来非常繁琐，但方便实用能够大量节约程序员的时间。面向对象语言的使用方式可以比喻为：一棵树分为树干、树枝、细枝和树叶等部分，你要是想得到一个确定位置的树叶（且具大小等属性）只有一个路径可以走即树干－树枝－细枝－树叶，换成面向对象的格式为树干.树枝.细枝.树叶(树叶片数或大小等属性)。以下是abaqus中Python的一般格式，这些格式都是固定的，我们只需要改变其中的参数即可：mdb.models['Model-1'].ConstrainedSketch(name='__profile__',sheetSize=0.3)s=mdb.models['Model-1'].ConstrainedSketch(name='__profile__',sheetSize=0.3)s.sketchOptions.setValues(decimalPlaces=3,viewStyle=AXISYM)s.setPrimaryObject(option=STANDALONE)s.ConstructionLine(point1=(0.0,-100.0),point2=(0.0,100.0))Python有着较强的逻辑控制语句如if、for、while等，可以通过循环或条件等语句把复杂且重复的操作变得简单易于操作，也是用参数化编程较cae的最大优势。1.2如何学abaqusPython命令Abaqus是采用Python语言编制而成，在cae中所有的操作都可以通过Python脚本命令完成（注：好像Python并不能完全取代inp文件，一些材料属性的参数好像要用inp才能赋值）。☆学会用pythonreader程序Abaquscae可以自动生成python文件，存放在工作目录的abaqus.rpy文件中，每一步cae操作都会产生相应的python命令。可以通过simwe网友ck436ck436编写的pythonreader程序实时读取产生的命令，反复揣摩、领会每个命令，很快就会有所提高，对python的命令有所领悟。与cae建模相同，Python建模也分为：part、property、assembly、step、ineraction、load、mesh、job等模块，具体每个模块中的建模命令可参考Pythonreader读取的命令学习，我们只需去记忆常用的Python命令。以下是pythonreader程序下载地址。=808007&highlight=Python☆通过修改abaqus.rpy建立自己的脚本文件是一条捷径1.3Abaqus/Python学习资料关于Python的学习资料非常多，如Swaroop,C.H.著沈洁元译的《简明Python教程》就是很好的参考资料。王纯业的《Python学习笔记》也不错，simwe论坛可以下载到。另外就是Abaqus手册：AbaqusScriptingUser'sManualAbaqusScriptingReferenceManualGettingStartedwithAbaqus:InteractiveEditionAbaqus手册真是冗长，只能是根据自己的课题有选择的查阅。#===========================================================2.Abaqus/Python结构Abaqus的objectmodel分为session、mdb和odb三个objects，session为视图模块、mdb为模型数据模块、odb为数据输入输出模块。每个object下面又有很多命令分支，直到执行到所需要的具体命令。以下各图选自AbaqusScriptingUser'sManual，更多书面的的解释可以参考abaqus手册。每个object都像一棵树，要执行某个命令就需要按照python的面向对象的格式进行。例如：cell4=mdb.models['block'].parts['crankcase'].cells[4]，要把part模块中编号为4的体赋值给cell4，就需通过路径mdb→models→part→cells（4号体属性），其中'block'、'crankcase'、分别是model和part的名字。在草图Sketch中画线：s=mdb.models['block'].ConstrainedSketch(name='grid',sheetSize=3.0)s.Line(point1=(-1.275,0.0),point2=(-1.125,0.0))s.Line(point1=(1.125,0.0),point2=(1.275,0.0))执行任何一条命令都必须按照结构树的格式进行操作。我们所看到的python脚本繁杂的语句就是这样形成的。这样大量的命令不能在短时间内掌握，我们只需要根据自己的需要边建立模型边学习就可以了。a=mdb.models['Model-1'].rootAssemblys=a.instances['Mount-1'].edgesside1Edges=s.findAt(((0.0475,0.0,0.0),))以上三行与下面的句子是等同的，即把findat找到的edges赋值给side1Edges。分开来写简单明了，大大缩短了语句的长度。side1Edges=mdb.models['Model-1'].rootAssembly.instances['Mount-1'].edges.findAt(((0.0475,0.0,0.0),))a.Surface(side1Edges=side1Edges,name='Bottom')，这行语句设置side1Edges所对应的edge为名称'Bottom'的surface的set。#===========================================================3.模型参数分析技巧Python脚本建模的好处就是可以进行参数分析，即改变我们要分析模型的几何尺寸、材料属性等可变参数，对数值模型进行求解计算，从而对所分析的对象有更全面的了解。1．对自己要进行参数分析的参数赋值：如几何尺寸或材料属性等a1＝20，b1＝30，c1＝40，命名要符合python规则。2.cae与Python混合建模，不会的命令就利用cae自动生成，用Pythonreader记录命令然后进行修改，可以弥补不熟悉Python的缺点；3.逐句修改Python脚本，可以去掉一些不必要的语句并在cae中逐句进行验证。#===========================================================4.几个命令的体会4.1Set()Set命令在python建模时要经常用到，对实体、surface、element等分组，方便加载、施加约束和单元生死等控制4.2Findat()对cell、edge、face、vertice进行查找，括号中参数为实体坐标p=mdb.models['Model-1'].parts['Mount']f=p.facesfaces=f.findAt(((0.042303,0.006937,0.0),))pickedRegions=(faces,)p.setElementType(regions=pickedRegions,elemTypes=(elemType1,elemType2))4.3Len()利用len命令可以实现对单元选取p=mdb.models['precastculvert'].parts['soil']e=p.elementslen(e)n1=len(e)elements=e[1:n1]#单元数存放在e[]的一维数组里p.Set(elements=elements,name='Set-3')对单元进行编组set，可以进行生死单元的控制，我摸索了好久才想到这个办法，目前只在二维模型应用过，三维也应该没问题。Abaqus没有办法对单元编号进行编号控制，也没有像ansys那样有效的选择命令，怎样选择abaqus的单元就是很头疼的问题，我要做路堤的分层回填模拟，手动选取单元根本就没有可能。Abaqus的编号其实是有规则的，后划分