ABAQUS二次开发教程.doc

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1、(完整word版)ABAQUS二次开发教程目 录第一章 Python程序基本语法11。1Python语法结构11。2Python元组11.3Python列表11.4Python字典21。5Python集合31。6Python字符串31.7Python分支语句41。8Python循环语句51.8.1for循环51.8。2while循环51.9Python定义函数51。10Python模块61.11Python包71。12Python文件和目录71。12.1目录操作71.12.2文件操作71。13Python异常处理8第二章 ABAQUS/Python二次开发92.1ABAQUS执行Python程

2、序92.2编写ABAQUS/Python程序102。3ABAQUS录制Python程序102.4ABAQUS/Python对象介绍112.4。1 session对象112。4。2 mdb对象112.4.3 odb对象132。5ABAQUS完整二次开发示例142.6ABAQUS二次开发常用函数162。6。1 Part模块常用函数16第一章 Python程序基本语法1.1 Python语法结构Python语言以缩进来约束每个程序块，编写程序时要特别注意每一行的缩进量，同一层次的语句应具有相同的缩进量。下面是一段Python程序示例:* coding:utf8 -for i in range（1,1

3、0）: for j in range（1，i+1): print str(j）+x+str(i)+ = +str(ij)， print 该段程序主要功能是实现乘法口诀表输出打印，其中“#-* coding:utf8 -*”是约定文档的编码方式。程序主体部分由两个嵌套的for循环语句组成，可以看到每一个for循环块的内部都具有相同的缩进量。程序输出结果如下:1x1=11x2=2 2x2=41x3=3 2x3=6 3x3=91x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=161x5=5 2x5=10 3x5=15 4x5=20 5x5=251x6=6 2x6=12 3x6=18 4x6=24 5x6

4、=30 6x6=361x7=7 2x7=14 3x7=21 4x7=28 5x7=35 6x7=42 7x7=491x8=8 2x8=16 3x8=24 4x8=32 5x8=40 6x8=48 7x8=56 8x8=641x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=81Python程序中一行中“”号后面的内容为注释，“”号只支持单行注释，多行注释可使用“ ”注释符。 Abaqus6。14 Python1.2 Python元组Python中的元组（tuple）相当于C语言中的数组简化版,其内容和长度均不可变，只能对其内容进

5、行访问。tt1 = （1，2，3,4，5)print tt11程序执行结果：21.3 Python列表Python中的列表（list）相当于C语言中的数组,但比C语言中的数组使用起来更加方便灵活。其长度和内容均可修改，列表是编程时使用较多的结构。list1 = 1，2,3,4，5print list11list11 = 5print list1list1。append(6)print list1程序执行结果：21, 5, 3, 4， 51， 5， 3， 4, 5， 6Python列表常用操作方法:表 1Error! Bookmark not defined. Python列表常用操作方法操作方

6、法功能list1。append（)list1。append(1) 在列表末尾追加元素list1.extend(）list1。extend（7,8,9） 合并两个列表list1.insert(）list1.insert（2, 1) 在列表指定位置插入元素list1。pop(）list1.pop（n) 输出并删除指定位置的元素，不指定n值时则弹出末尾元素list1。index(）list1.index(5） 在列表中搜索该元素第一次出现的位置list1.count()list1。count(1） 在列表中搜索该元素出现的次数list1.reverse（)list1.reverse（) 反转列表排序

7、，也可使用list1:1list1。sort()list1。sort（) 对列表进行排序对列表进行切片操作（元组也能进行相应的操作）：list1 = 1，2,3，a，b，5print list12:4print list12:print list11：:2print list1：2输出结果：3, a3， a， b， 52, a， 51, 2, 3, a1.4 Python字典Python中的字典（dict）对于存储数据非常有用，其存储的数据是无序的，每一个键对应着一个键值，是一种映射型数据类型。dict1 = author:Fan Shengbao,software：Abaqusdict1da

8、ta = 2017 #添加一个字典元素print dict1software 打印software键的键值print dict1.keys（) #打印所有键print dict1.values() 打印所有的键值print dict1。items(） #打印所有键及其键值程序输出结果：Abaqussoftware, Data， authorAbaqus， 2017， Fan Shengbao（software,Abaqus）,(Data,2017）,（author，Fan Shengbao）从打印的结果可以看出，字典的存储是无顺序的。获取字典键值需通过键来访问，键是唯一的，多个键可以对应相同的

9、内容。1.5 Python集合Python中集合（set）的概念来源于数学在的集合，集合中的每个元素都是唯一存在，多次添加同一元素只存在一个。集合区别于列表和元组，其不能通过下表进行访问，但可以将其转换位列表后再进行其他操作。set1 = set（abcde）print set1set1。add(f） #添加f元素set1。add(b） #添加b元素print set1print list(set1）输出结果：set（a, c， b， e, d)set（a, c, b, e, d, f）a, c， b, e, d, fPython中集合常见操作方法:表1Error! Bookmark not

10、defined. Python中集合常见操作方法操作方法功能list1 list2list1与list2的差集list1 & list2list1与list2的交集list1 list2list1与list2的并集list1。add（）list1。add（a)向list1中添加一个元素list1.updata(）list1.updata(1，2,3）向list1中添加多个元素list1。remove()list1.remove(a)移除list1中的a元素1.6 Python字符串Python中的字符串是一种只能访问的数据类型，定义之后不能对其内容进行修改，否则程序将抛出异常。str1 = A

11、baqus 6.14 Pythonprint str10:6print str1.center（30，-)程序运行结果：Abaqus-Abaqus 6。14 Python-Python字符串常见操作方法：表1Error! Bookmark not defined. Python字符串常见操作方法操作方法功能str1。find(）str1。find（substr,start,end) 从str1中搜索substr，不指定start和end时指搜索整个字符串,可以只单独指定startstr1.count(）str1.count（substr，start，end） 获取字符出现次数str1。star

12、tswith（)str1.startswith(str） 是否以str开始str1.endswith(）str1.endswith（str） 是否以str结尾str1。center()str1.center（n,char) 以str1为中心获取n个字符，不够部分使用char填充str1。ljust（）str1.ljust(n,char） 以str1为左对齐获取n个字符,不够部分使用char填充str1。rjust(）str1.rjust(n，char) 以str1为右对齐获取n个字符，不够部分使用char填充str1.upper()将str1全部转换为大写str1。lower()将str1全部

13、转换为小写str1。replace（）str1.replace（old,new,count) count为替换次数，若省略只替换一次str1。strip(）str1.strip(char) 去除str1前后的char，若省略则去除前后空格str1.split（)str1.split（sep，maxcount） 以sep分割字符串，maxcount为最大分割次数（可省略)，省略sep则使用空格进行分割1.7 Python分支语句if分支语句有以下三种基本形式，可根据不同情况选用不同的形式,使用时需替换pass占位语句：形式一形式二形式三if condition: passif condition

14、： passelse： passif condition1: passelif condition2: passelse： pass1.8 Python循环语句Python编程语言只包含两种循环结构，分别是for循环和while循环.for循环要比while循环使用更加频繁。1.8.1 for循环1) for循环主体结构：for i in range(1,10)： passelse: pass其中pass为占位符，else可省略,else只有在for循环不是由break中断的情况下才会执行else下的语句。2) for循环可遍历元组、列表和字符串：for i in 1，2,3，4，5: pri

15、nt i3) for具有一些比较高级的迭代功能（比普通循环更加高效，执行速度更快）：print i*i for i in range（10）print (i,j) for i in range(3) for j in range(3） if i!= j程序执行结果:0， 1, 4， 9, 16， 25， 36, 49， 64, 81(0， 1）， (0， 2）, (1, 0）, （1, 2）， （2, 0)， （2， 1）1.8.2 while循环while循环主体结构：i = 0while i10: pass i += 1else： pass1.9 Python定义函数Python语言定义函

16、数采用def进行声明，函数体需进行统一缩进.Python函数常用的有两种：参数有默认值的函数和参数无默认值的函数，函数参数某一个带默认参数时，其后的参数也需带默认值。参数无默认值def FunName1(arg1,arg2): return arg1+arg2给参数指定默认值def FunName2（arg1，arg2=1)： return arg1+arg2#函数调用print FunName1(1，2） #返回3print FunName2（1） 返回2print FunName2（1,2） 返回3Python语言也有一些自带的函数：表 1Error! Bookmark not defin

17、ed. Python自带函数函数名功能abs（）abs(-1） 求一个数的绝对值sum(）sum(1，2，3） 求一个列表的和，等于6.0max(）max（1,2，3） 求一个列表的最大值，等于3min（）min（1，2,3） 求一个列表的最小值，等于1range（）range(start,end,step） 产生一个列表包含start，但不包含end，增量为step（可省略）xrange()xrange（start,end，step) 和range（）函数一样，但其初始时只生成一部分,一般用在循环次数较多的情况下，能够减少循环时间.type（)type（var) 检测变量或内容的类型inpu

18、t（）input() 接受一个输入,ABAQUS软件中Python的默认输入函数有两个：一个为单输入函数getInput（title，default);另一个为多输入函数getInputs(（title1,default1)，（ title2,default2)，），其中title和default为字符串，且default可省略。len（）len（) 参数可以是元组、列表或字符串，功能是检测其长度all（)all（） 检测参数，都不为0或，返回True，否则返回Falseany()any(） 检测参数，任一不为0或，返回True，否则返回False注:表中只列举了部分直接访问的函数，Pytho

19、n标准库中包含着许多函数,如math库。1.10 Python模块Python模块就是一个py文件，文件中可包含变量、函数和类。可在另一个py文件中导入该模块，调用其中的函数.导入模块的方法：import ModelNamefrom ModelName import FunName导入自建模块时，需注意Python的搜索路径，只有将模块放入搜索路径中，才能通过以上方法导入Python模块。可通过以下代码查看当前Python编辑器的搜索路径和添加目录到Python的搜索路径：import sysprint sys.path 打印Python的搜索路径sys.path。append(D:。） 将“

20、D：。”添加到搜索路径中1.11 Python包Python包由一个初始化文件“_init_。py及一个或多个函数文件（模块文件）组成，将这些python文件放入同一个文件夹下就构成了一个Python包。包中的“_init_。py”文件用来申明包中包含的模块文件。如图所示为一个包的文件构成:图1。1 Python包文件构成_init_。py文件包含的内容如下：_author_ = Fan Shengbao_all_ = openOdbFile，getMaxStress，getMaxDisplacement其他文件中均包含着对应的函数导入模块的方法(包文件夹需放入Python的搜索路径之下)：单

21、个函数导入:from PythonPackageName import getMaxStress一次全部导入：from PythonPackageName import *1.12 Python文件和目录1.12.1 目录操作获取当前工作目录和更改当前工作目录：import osprint os.getcwd(） 获取当前工作目录os.chdir(D:) 更改当前工作目录获取指定目录下的某种类型文件，可以使用一个Python的标准库glob，代码实例如下：import globprint glob。glob(D:.odb) 获取所有的odb文件print glob。glob（D:name.*)

22、 #所有以name为名的文件1.12.2 文件操作打开和关闭文件：file = open(D：1。txt) 打开文件,也可指定打开方式（r、w等)file。close(） 关闭文件读写文件内容:通常读文件时使用一条语句读取全部内容，并将每一行内容独立存入列表中，具体示例代码如下:f = open(D：1。txt)。read(）。split（n)。strip（)也可以使用下表所示的读写文件函数进行读写操作，Python还有其他的一些读写操作函数未列举在表中。表11 文件读写函数函数功能read（)一次性读取全部内容readline（）每次读取一行内容readlines(num)每次读取num行内

23、容write（)写文件，参数为一个字符串，可包含换行符writelines（)写多行,参数为一个列表，换行添加n1.13 Python异常处理Python异常处理能够规避程序执行错误，当程序出错时能够进行相应的处理或者直接忽略错误继续执行程序。异常处理结构（pass可以替换为相应的代码）：try: passexcept ErrorType: passfinally： pass将可能出错的代码放入try代码行下面，except后接指定的错误类型或不指定（接受所有错误），当指定错误发生时，程序执行except下的程序，最后执行finally下的程序。第二章 ABAQUS/Python二次开发2.1

24、 ABAQUS执行Python程序ABAQUS执行Python程序的方法可以找百度，下图为ABAQUS软件自带的编译器PDE,可用于调试Python程序，支持断点调试。图 2。Error! Bookmark not defined. ABAQUS软件PDE编辑器常用的ABAQUS软件执行Python方法: FileRun Script再选择需要运行的Python程序文件 直接在宏程序里面编写程序，再调用宏管理器(FileMacro Manager）执行程序 只写几行代码的话，可以到ABAQUS软件底部的kernel command line interface中编写图2。1 kernel co

25、mmand line interface窗口2.2 编写ABAQUS/Python程序下面是一个ABAQUS/Python程序的简单例子：该段程序生成如图所示的三维模型，并导入到装配模块中。- coding:utf-8 *-from abaqus import *导入Abaqus常量模块from abaqusConstants import * #导入Abaqus中常用的模块，例如step，material from caeModules import 新建一个Model并命名为Model-1model1 = mdb。Model(name=Model-1） #创建一个三维可变形实体，并命名为P

26、art1part1 = model1.Part(name=Part-1,dimensionality=THREE_D, type=DEFORMABLE_BODY)创建一个名为Sketch1的草图skt = model1。ConstrainedSketch（name=Sketch1,sheetSize=100）#在创建的草图中绘制一个矩形 skt。rectangle(point1=（-50，50），point2=（50，50）#在草图中心绘制一个R=25的圆 skt. CircleByCenterPerimeter（center=（0,0)，point1=(25,0）)对草图skt进行拉伸,指定

27、深度为50 part1.BaseSolidExtrude(sketch=skt，depth=50) asm = model1.rootAssembly 访问装配模块将新建的part1添加到装配中asm.Instance（name=Part-1-1，part=part1,dependent=ON） 2.3 ABAQUS录制Python程序使用宏管理器可以将对ABAQUS的操作录制成Python程序，通过宏录制可缩短程序开发时间，方便对ABAQUS软件进行二次开发。稍加修改录制后的程序，就能得到想要的效果。下图为ABAQUS软件的宏管理器(FileMacro Manager）：图2。Error!

28、Bookmark not defined. ABAQUS软件宏管理器点击Create能够对ABAQUS软件的操作进行录制，生成Python代码并添加到宏管理器中，某些情况下需对程序进行一定的编辑才能重复出录制的操作，直接运行可能得不到与之前操作一样的结果或者程序直接报错。2.4 ABAQUS/Python对象介绍2.4.1 session对象session模块主要用来控制窗口显示属性，例如新建多个窗口、设置窗口大小、调整当前显示窗口和打开odb文件等。录制程序时会出现多行以session开头的语句，但其中大部分记录的是我们调整视图的操作,例如转动或平移一下模型,编辑时可删除这些语句。获取当前显

29、示的窗口名称:viewportName = session.currentViewportName获取当前显示的窗口的model名称:viewportName = session.currentViewportNamemodelName=session。viewportsviewportName。displayedObject。modelName新建一个窗口：session。Viewport（name = Viewport: 2）2.4.2 mdb对象mdb对象是ABAQUS前处理中最为重要的一个对象,是一个顶层对象，下面包含着丰富的子对象和方法。表 21 mdb对象信息成员类型名称功能构造函

30、数Mdb（)生成一个新的模型数据库成员函数openMdb(）新建一个cae文件，参数为cae文件完整路径mdb。close（）关闭当前cae文件，并不保存mdb.save()保存当前cae文件mdb。saveAs（）另存为cae文件，参数为另存cae文件的完整路径mdb.Model（）生成一个model，参数为model名成员变量mdb。jobs(）当前模型创建的所有jobmdb。models（)当前模型所有的model每个cae文件包含一个或多个Model，大部分前处理信息均包含在每个Model下面，通过mdb.modelsmodelName可单独访问每个Model下的数据。通过每个Mode

31、l可继续访问之下的part、material和rootAssembly等。图 2.2 Model下的部分对象Python在前处理中，可以用来建立复杂的三维模型,下面程序建立了一个三维函数曲面图，数学公式如式2。1所示，代码如下：（2.1）#程序开始#*- coding：utf-8 from abaqus import from abaqusConstants import from caeModules import import mathpart1 = mdb.modelsModel1.Part(name=Part-1, dimensionality=THREE_D，type=DEFORMA

32、BLE_BODY)point_U = point_Utemp = Nonepoint_V = point_Vtemp = for i in range（100,100）： point_V。append（）for i in xrange(-100,100): point_U = for j in xrange(-100,100): x = 0.025*i y = 0.025j coord = (x，y,3*x*math.exp（-x*2y2） point_U.append（coord) point_Vj+100。append（coord) part1。WireSpline（points=poin

33、t_U, mergeType=MERGE, meshable=ON， smoothClosedSpline=ON)for i in point_V: part1.WireSpline（points=i， mergeType=MERGE, meshable=ON, smoothClosedSpline=ON）part2 = mdb。modelsModel-1.Part(name=Part-2， dimensionality=THREE_D,type=DEFORMABLE_BODY)edges = for i in point_V： part2.WireSpline（points=i， merge

34、Type=MERGE, meshable=ON, smoothClosedSpline=ON)for i in point_V： edges。append(part2。edges。findAt(i0）,）part2。ShellLoft(loftsections=(edges）, startCondition=NONE， endCondition=NONE）asm = mdb。modelsModel-1。rootAssemblyasm.Instance(name=Part-11,part=part1,dependent=ON）asm。Instance(name=Part2-1，part=part

35、2，dependent=ON)session.viewportsViewport： 1.setValues(displayedObject=asm)该程序生成两个三维模型，如图所示：图2。3 线框模型图2。4 曲面模型2.4.3 odb对象odb对象和mdb对象有很多的相似性，包含的对象和访问方式也几近相同。下面代码可用于读取指定odb文件的最后分析步的最大应力并打印显示出来：def readMaxStress(myViewport， jobName): path = os。getcwd() o1 = session。openOdb（name=path+jobName+。odb） myView

36、port。setValues（displayedObject=o1） myViewport。odbDisplay。setPrimaryVariable(variableLabel=S， outputPosition=INTEGRATION_POINT, refinement=( INVARIANT， Mises）, ） myViewport.odbDisplay。display。setValues（plotState=( UNDEFORMED， ）) myViewport。odbDisplay.display.setValues（plotState=（ CONTOURS_ON_DEF, ）)

37、print myViewport.odbDisplay。contourOptions。autoMaxValue2.5 ABAQUS完整二次开发示例该段程序实现了平板拉伸应力分析，完成了从建模、添加边界条件载荷、监控计算状态和应力自动读取完整分析过程。#- coding：utf-8 -from abaqus import *from abaqusConstants import from caeModules import * import osimport _main_ def PlateTensile(h,w,r，t,f): #检测输入是否正确 if r=h/2.0： print ”Erro

38、r： Radius Height” return False if r=w/2.0: print Error: Radius width” return False if r=0 or t = 0 or f = 0: print ”ERROR!！!” return False 创建名为Model-1的模型对象 model = mdb.Model(name = Model-1) part = model。Part（name=Part-1,dimensionality=THREE_D， type=DEFORMABLE_BODY） asm = model。rootAssembly skt1 = mo

39、del.ConstrainedSketch（name=Skt1，sheetSize=200) skt1。rectangle（point1=（w/2。0,-h/2.0)，point2=（w/2.0,h/2。0） skt1.CircleByCenterPerimeter(center=（0，0），point1=（r，0） part。BaseShell(sketch = skt1) session。viewportsViewport: 1。setValues(displayedObject=part) model.Material(name=Material-1) model。materialsMa

40、terial1.Elastic（table=（(210000。0, 0。3）,） model.HomogeneousShellSection(name=Section-1，preIntegrate=OFF, material=Material-1, thicknessType=UNIFORM，thickness=t， thicknessField=, idealization=NO_IDEALIZATION, poissonDefinition=DEFAULT， thicknessModulus=None, temperature=GRADIENT,useDensity=OFF, integr

41、ationRule=SIMPSON, numIntPts=5) f1 = part。faces region = regionToolset。Region(faces=f1) part.SectionAssignment（region=region, sectionName=Section1, offset=0.0， offsetType=MIDDLE_SURFACE, offsetField=， thicknessAssignment=FROM_SECTION） asm.Instance(name=Part1-1, part=part， dependent=ON） model。StaticS

42、tep（name=Step1, previous=Initial) s1 = asm.instancesPart-11。edges edges1 = s1.findAt（(w/2。0,0,0),） edges2 = s1.findAt(（w/2.0，0,0),) rp1 = asm。ReferencePoint(point=（w/2.0,0，0） region1 = regionToolset。Region（edges=edges1) region2=regionToolset。Region（referencePoints=( asm。referencePointsrp1。id，） #参考点和边进行耦合操作 model.Coupling（name=Constraint1, controlPoint=region2, surface=