基于Python的Abaqus二次开发实例讲解

基于Python的Abaqus二次开发实例讲解

（asian58 2013.6.26）

基于Python的Abaqus的二次开发便捷之处在于：

1、所有的代码均可以先在Abaqus\\CAE中操作一遍后再通过rp文件读取，然后再在此基础上进行相应的修改；

2、Python是一种解释性语言，读起来非常清晰，因此在修改程序的过程中，不存在程序难以理解的问题；

3、Python是一种通用性的、功能非常强大的面向对象编程语言，有许多成熟的类似于Matlab函数的程序在网络上流传，为后期进一步的数据处理提供了方便。

为了更加方便地完成Abaqus的二次开发，需进行一些相关约定：

1、所有参数化直接通过点的坐标值进行，直接对几何尺寸的参数化反而更加繁琐； 2、程序参数化已不允许在模型中添加太多的Tie，因此不同零部件的绑定直接通过共节点来进行，这就要求建模方法与常规的建模方法有所区别。思路如下：

将一个整机拆成几个大的Part来建立，一个Part中包含许多零件，这样在划分网格式时就可以自动实现共节点的绑定。不同的零件可通过建立不同的Set来进行区分，不同Part的绑定可以通过Tie来实现。将一个复杂的结构拆成几个恰当的Part来建立，一方面可以将复杂的模型简单化，使建立复杂模型成为可能；另一方面，不同的Part可单独调用，从而又可实现程序的模块化，增加程序的适应范围，延长程序的使用寿命，也方便后期程序的维护和修改。

3、通过py文件建立起的模型要进行参数优化，已不适合采用Isight中Abaqus模块，需要用到Isight的Simcode模块。

下面详细解释一个臂架的py文件。 #此程序用来绘制臂架前段 #导入相关模块

# -*- coding: mbcs -*- from abaqus import *

from abaqusConstants import *

#定义整个臂架的长、宽、高 L0=14300 W0=1650 H0=800

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#创建零件P01_12 L1=H0+200 W1=200 T1=12

s = mdb.models['Model-1'].ConstrainedSketch(name='__profile__', sheetSize=2000.0)

g, v, d, c = s.geometry, s.vertices, s.dimensions, s.constraints s.setPrimaryObject(option=STANDALONE)

注：通过点的坐标进行参数化s.rectangle(point1=(W0/2, L1/2), point2=(W0/2+W1, -L1/2))

是模型参数化的最好选择。 s.rectangle(point1=(-W0/2, L1/2), point2=(-W0/2-W1, -L1/2))

p = mdb.models['Model-1'].Part(name='Part-1', dimensionality=THREE_D, type=DEFORMABLE_BODY)

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] p.BaseShell(sketch=s)

session.viewports['Viewport: 1'].setValues(displayedObject=p) del mdb.models['Model-1'].sketches['__profile__']

#定义零件的厚度

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] 注：建立一个零件后就立即对f = p.faces 该零件建立一个Set，Set的建pickedFaces01 = f.findAt(((W0/2, L1/2, 0),),((-W0/2, L1/2, 0),), ) 立可以方便后期的相关处理。 p.assignThickness(faces=pickedFaces01, thickness=T1) 需要通过findAt()命令来选取p.Set(faces=pickedFaces01, name='P01_12') 相应的体、面、线或点。

#创建辅助平面和辅助坐标系

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1']

p.DatumCsysByThreePoints(name='Datum csys-1', coordSysType=CARTESIAN, origin=( 0.0, 0.0, 0.0), line1=(1.0, 0.0, 0.0), line2=(0.0, 1.0, 0.0))

注：所建立的第一个参考可以p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1']

不编号。 p.DatumPlaneByPrincipalPlane(principalPlane=XYPLANE, offset=L0)

#创建零件P02_12 L2=L1 W2=W1 T2=12

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] d = p.datums

#将草图原点参数化

t = p.MakeSketchTransform(sketchPlane=d[5], sketchUpEdge=d[4].axis2, sketchPlaneSide=SIDE1, sketchOrientation=RIGHT, origin=(0.0, 0.0, L0)) s = mdb.models['Model-1'].ConstrainedSketch(name='__profile__', sheetSize=29006.85, gridSpacing=725.17, transform=t) g, v, d1, c = s.geometry, s.vertices, s.dimensions, s.constraints s.setPrimaryObject(option=SUPERIMPOSE) p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1']

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注：从第二个草图开始就需要对草图的原点进行参数化。

s.rectangle(point1=(W0/2, L2/2), point2=(W0/2+W2, -L2/2)) s.rectangle(point1=(-W0/2, L2/2), point2=(-W0/2-W2, -L2/2)) p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] d2 = p.datums

p.Shell(sketchPlane=d2[5], sketchUpEdge=d2[4].axis2, sketchPlaneSide=SIDE1, sketchOrientation=RIGHT, sketch=s) s.unsetPrimaryObject()

del mdb.models['Model-1'].sketches['__profile__']

#定义零件的厚度

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1']

注：给几何面赋厚度，可以在f = p.faces

后期赋壳单元属性时直接选取pickedFaces02 = f.findAt(((W0/2, L1/2, L0),),((-W0/2, L1/2, L0),), )

几何面的厚度； p.assignThickness(faces=pickedFaces02, thickness=T2)

也可以通过壳单元属性给建立p.Set(faces=pickedFaces02, name='P02_12')

的Set赋予厚度。两种方法适

用于不同的情况。 #创建零件P03_12和零件P04_08 T3=12 T4=8

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] d = p.datums

t = p.MakeSketchTransform(sketchPlane=d[5], sketchUpEdge=d[4].axis2, sketchPlaneSide=SIDE1, sketchOrientation=RIGHT, origin=(0.0, 0.0, L0)) s = mdb.models['Model-1'].ConstrainedSketch(name='__profile__', sheetSize=29006.85, gridSpacing=725.17, transform=t) g, v, d1, c = s.geometry, s.vertices, s.dimensions, s.constraints s.setPrimaryObject(option=SUPERIMPOSE) #创建草图

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1']

s.Line(point1=(-W0/2-W1, H0/2), point2=(-W0/2, H0/2)) s.Line(point1=(W0/2, H0/2), point2=(W0/2+W1, H0/2)) s.Line(point1=(-W0/2-W1, -H0/2), point2=(-W0/2, -H0/2)) s.Line(point1=(W0/2, -H0/2), point2=(W0/2+W1, -H0/2)) p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] d2 = p.datums

p.ShellExtrude(sketchPlane=d2[5], sketchUpEdge=d2[4].axis2,

sketchPlaneSide=SIDE1, sketchOrientation=RIGHT, sketch=s, depth=L0, flipExtrudeDirection=ON) s.unsetPrimaryObject()

del mdb.models['Model-1'].sketches['__profile__'] #定义零件P03_12的厚度

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] f = p.faces

pickedFaces03 = f.findAt(((-W0/2, H0/2, L0/2),),((W0/2, H0/2, L0/2),),) p.assignThickness(faces=pickedFaces03, thickness=T3)

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p.Set(faces=pickedFaces03, name='P03_12')

#定义零件P04_12的厚度

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] f = p.faces

pickedFaces04 = f.findAt(((-W0/2, -H0/2, L0/2),),((W0/2, -H0/2, L0/2),),) p.assignThickness(faces=pickedFaces04, thickness=T4) p.Set(faces=pickedFaces04, name='P04_12')

#创建零件P05_08 T5=8

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] d = p.datums

t = p.MakeSketchTransform(sketchPlane=d[5], sketchUpEdge=d[4].axis2, sketchPlaneSide=SIDE1, sketchOrientation=RIGHT, origin=(0.0, 0.0, L0)) s = mdb.models['Model-1'].ConstrainedSketch(name='__profile__', sheetSize=29006.85, gridSpacing=725.17, transform=t) g, v, d1, c = s.geometry, s.vertices, s.dimensions, s.constraints s.setPrimaryObject(option=SUPERIMPOSE) p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1']

s.Line(point1=(-W0/2-W1/2, H0/2), point2=(-W0/2-W1/2, -H0/2)) s.Line(point1=(W0/2+W1/2, H0/2), point2=(W0/2+W1/2, -H0/2)) p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] d2 = p.datums

p.ShellExtrude(sketchPlane=d2[5], sketchUpEdge=d2[4].axis2,

sketchPlaneSide=SIDE1, sketchOrientation=RIGHT, sketch=s, depth=L0, flipExtrudeDirection=ON) s.unsetPrimaryObject()

del mdb.models['Model-1'].sketches['__profile__'] #定义零件P05_8的厚度

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] f = p.faces

pickedFaces05 = f.findAt(((-W0/2-W1/2, 0, L0/2),),((W0/2+W1/2, 0, L0/2),),) p.assignThickness(faces=pickedFaces05, thickness=T5) p.Set(faces=pickedFaces05, name='P05_08')

#创建零件P06_08 L6=W0+W1 n=L0//2520+1 T6=8

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] f, d = p.faces, p.datums

t = p.MakeSketchTransform(sketchPlane=f[0], sketchUpEdge=d[4].axis2,

sketchPlaneSide=SIDE1, sketchOrientation=RIGHT, origin=(W0/2+W1/2, -H0/2, 0))

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s = mdb.models['Model-1'].ConstrainedSketch(name='__profile__', sheetSize=28684, gridSpacing=717, transform=t)

g, v, d1, c = s.geometry, s.vertices, s.dimensions, s.constraints s.setPrimaryObject(option=SUPERIMPOSE) p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1']

#循环命令绘制平行隔板 for i in range(0,n):

注：也可以将range(0,n)改成自 s.Line(point1=(-500-(i*2520), H0), point2=(-500-(i*2520), 0.0))

定义数组，这样就可以实现不p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1']

等间距的参数化控制。 f1, d2 = p.faces, p.datums

p.ShellExtrude(sketchPlane=f1[0], sketchUpEdge=d2[4].axis2,

sketchPlaneSide=SIDE1, sketchOrientation=RIGHT, sketch=s, depth=L6, flipExtrudeDirection=ON) s.unsetPrimaryObject()

del mdb.models['Model-1'].sketches['__profile__'] #定义零件P06_08的厚度

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] f = p.faces

for i in range(0,n):

注：将循环绘制的零件通过循 pickedFaces = f.findAt(((0, H0/4, 500+i*2520),))

环命令分别建立各自的Set并 p.assignThickness(faces=pickedFaces, thickness=T6)

分别命名。也可以将循环绘制 p.Set(faces=pickedFaces, name='P06_08_'+str(1+i))

的零件建立成一个Set，视具体

情况而定。 #创建零件P07_12,P08_12 W7=200 L7=W0+W1 T7=12 T8=12

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] f, e = p.faces, p.edges

t = p.MakeSketchTransform(

sketchPlane=f.findAt(coordinates=(W0/2+W1/2, 0.0, 100.0)), sketchUpEdge=e.findAt(coordinates=(W0/2+W1/2, 0.0, 0.0)), sketchOrientation=RIGHT,sketchPlaneSide=SIDE1, origin=(W0/2+W1/2, -H0/2, 0.0))

s = mdb.models['Model-1'].ConstrainedSketch(name='__profile__', sheetSize=53678, gridSpacing=1341, transform=t)

g, v, d, c = s.geometry, s.vertices, s.dimensions, s.constraints s.setPrimaryObject(option=SUPERIMPOSE) p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'] #循环命令绘制平行隔板 for i in range(0,n):

s.Line(point1=(400+i*2520, -H0), point2=(600+i*2520, -H0)) s.Line(point1=(400+i*2520, 0), point2=(600+i*2520, 0))

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region=region, cf2=-10000.0, distributionType=UNIFORM, field='', localCsys=None)

mdb.models['Model-1'].Gravity(name='G', createStepName='Step-1', comp2=-9.8, distributionType=UNIFORM, field='') ################

#划分网格 import mesh

p = mdb.models['Model-1'].parts['Part-1']

p.seedPart(size=20.0, deviationFactor=0.1, minSizeFactor=0.1) p.generateMesh()

a = mdb.models['Model-1'].rootAssembly

##############

#创建作业并提交分析 import job

mdb.Job(name='006', model='Model-1', description='', type=ANALYSIS,

atTime=None, waitMinutes=0, waitHours=0, queue=None, memory=90, memoryUnits=PERCENTAGE, getMemoryFromAnalysis=True,

explicitPrecision=SINGLE, nodalOutputPrecision=SINGLE, echoPrint=OFF, modelPrint=OFF, contactPrint=OFF, historyPrint=OFF, userSubroutine='', scratch='', multiprocessingMode=DEFAULT, numCpus=4, numDomains=4) mdb.jobs['006'].submit(consistencyChecking=ON) mdb.jobs['006'].waitForCompletion()

############## #进入后处理模块 import visualization

o3 = session.openOdb(name='F:/ABAQUS/006.odb')

session.viewports['Viewport: 1'].setValues(displayedObject=o3)

session.viewports['Viewport: 1'].odbDisplay.display.setValues(plotState=( CONTOURS_ON_DEF, ))

session.viewports['Viewport: 1'].view.setValues(session.views['Iso']) mdb.saveAs(pathName='F:/ABAQUS/006.cae')

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