ABAQUS后處理二次開發相關介紹

2017-01-20 by:CAE仿真在線來源:互聯網

1、ABAQUS與Python

ABAQUS軟件具有很強的通用性和模擬性能,擁有大量不同種類的單元模型、材料模型等。它具有ABAQUS/CAE、ABAQUS/STANDARD、ABAQUS/EXPLICIT等模塊。Python是一種面向對象的腳本語言,它有高級的數據類型和簡單有效的面向對象程序設計方法,功能強大,擴展性強,被廣泛應用。

ABAQUS/CAE模塊是一個完整的ABAQUS環境,提供一個簡單一致的接口,可以用于創建、提交、監視和評價模擬所得到的結果。用戶在使用ABAQUS/CAE的圖形化用戶界面創建模型和瀏覽結果時,每個操作都有命令提交給ABAQUS/CAE。GUI使用Python語言產生這些命令,并提交給ABAQUS/CAE內核。內核解釋這些命令并執行。

ABAQUS后處理二次開發相關介紹abaqus靜態分析圖片1

ABAQUS腳本接口是基于Python語言的擴展,允許用戶繞過ABAQUS/CAE的GUI直接與內核交互。使用Python編寫的包含腳本接口命令的程序可以實現如自動化重復性的作業、創建和修改數據庫、訪問結果數據庫等功能。

2、ABAQUS后處理的二次開發

ABAQUS的后處理提供了許多功能,如云圖顯示、動畫顯示、等值線繪制及其他列表曲線等。但是對于塑性成型,如提單元的厚度顯示和應力包絡線的繪制等這些特殊的后處理功能ABAQUS并未提供,需要使用Python進行二次開發。即首先要讀出結果數據庫中的數據,進行計算和轉換等相應的處理,然后輸出相應的形式供用戶查看和分析。

3、實現原理

對后處理進行二次開發,首先要讀取結果數據庫中的數據,即使用Python語言通過ABAQUS腳本接口訪問ABAQUS對象中的數據。這就需要了解ABAQUS的腳本接口、ABAQUS對象模型和ABAQUS結果數據庫結構。

ABAQUS腳本接口即是一個基于對象的程序庫。腳本接口中的每個對象都擁有相應的數據成員和函數。在對象創建后,可以使用該對象提供的方法來處理對象中的數據成員。

ABAQUS對象模型是指ABAQUS腳本接口中的各種對象類型之間的層次結構和相互關系。ABAQUS的對象類型很多,一般分為3類,Session對象用來定義viewport、遠程隊列、用戶定義的視圖等;Mdb對象是保存在模型空間中的對象,包括model對象和job對象;odb對象是結果數據對象,包含了模型數據和結果數據,是后處理二次開發考察的重點。 ABAQUS后處理二次開發相關介紹abaqus靜態分析圖片2
結果數據庫有ABAQUS分析得到,其中包含了模型數據和結果數據。模型數據描述了分析中使用的模型,包括零件、裝配等。結果數據描述了分析得到的結果,包括分析步(step)、幀(frame)、場變量輸出(field output)和歷史變量輸出(history output)等。在對后處理的二次開發中,就是讀取odb對象中的數據,進行計算等相應的處理,然后輸出為相應形式供用戶查看的。

4、實現的關鍵技術

后處理是將計算后的數據形象地顯示出來供用戶對計算結果進行查看和分析。首先明確所要實現的功能,設計功能實現的流程,使用Python調用ABAQUS提供的方法編寫程序對結果數據庫進行處理。其中關鍵技術有文件的讀寫和控制、數據的讀取、數據的處理和結果的輸出與查看等。

1)文件的讀寫和復制

經過分析計算后得到結果數據庫odb文件,對后處理進行二次開發就是對odb文件的處理,有時還需要要對.dat文件和.fil文件進行數據的讀取。Odb文件的讀寫使用了ABAQUS中提供的OdbAecess模塊,文件的復制使用Python語言中的shutil模塊。

2)數據的讀取

數據讀取的原理如前所述,即使用Python語言通過ABAQUS的腳本接口讀取odb文件中的數據。ABAQUS計算得到的數據是以面向對象的形式存儲于結果數據庫中的。要讀取數據就要找到數據所在的路徑(path),直接引用其中的變量或者使用數據對象的方法得到數據,供后續的處理使用。有時還需要讀取dat文件和fil文件中的數據,需要使用Python提供的文本處理函數。

3)數據的處理

用所設計的算法對數據進行處理,包括數值運算和矢量運算等,需要根據不同的后處理需求而定。這部分是后處理二次開發的核心,也是整個二次開發中程序編寫的重點。

4)結果的輸出與查看

后的任務是把這些處理后的數據顯示出來供用戶查看。如使用對象模型提供的構造方法創建一個新的場變量輸出并將處理后的數據寫入其中供ABAQUS/Viewer查看,或者調用viewpoint對象顯示出所需的變量和圖形,或者輸出為其他形式的圖表或文件等。

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