ABAQUS后处理二次开发相关介绍

2017-01-20 by:CAE仿真在线来源:互联网

1、ABAQUS与Python

ABAQUS软件具有很强的通用性和模拟性能,拥有大量不同种类的单元模型、材料模型等。它具有ABAQUS/CAE、ABAQUS/STANDARD、ABAQUS/EXPLICIT等模块。Python是一种面向对象的脚本语言,它有高级的数据类型和简单有效的面向对象程序设计方法,功能强大,扩展性强,被广泛应用。

ABAQUS/CAE模块是一个完整的ABAQUS环境,提供一个简单一致的接口,可以用于创建、提交、监视和评价模拟所得到的结果。用户在使用ABAQUS/CAE的图形化用户界面创建模型和浏览结果时,每个操作都有命令提交给ABAQUS/CAE。GUI使用Python语言产生这些命令,并提交给ABAQUS/CAE内核。内核解释这些命令并执行。

ABAQUS后处理二次开发相关介绍abaqus静态分析图片1

ABAQUS脚本接口是基于Python语言的扩展,允许用户绕过ABAQUS/CAE的GUI直接与内核交互。使用Python编写的包含脚本接口命令的程序可以实现如自动化重复性的作业、创建和修改数据库、访问结果数据库等功能。

2、ABAQUS后处理的二次开发

ABAQUS的后处理提供了许多功能,如云图显示、动画显示、等值线绘制及其他列表曲线等。但是对于塑性成型,如提单元的厚度显示和应力包络线的绘制等这些特殊的后处理功能ABAQUS并未提供,需要使用Python进行二次开发。即首先要读出结果数据库中的数据,进行计算和转换等相应的处理,然后输出相应的形式供用户查看和分析。

3、实现原理

对后处理进行二次开发,首先要读取结果数据库中的数据,即使用Python语言通过ABAQUS脚本接口访问ABAQUS对象中的数据。这就需要了解ABAQUS的脚本接口、ABAQUS对象模型和ABAQUS结果数据库结构。

ABAQUS脚本接口即是一个基于对象的程序库。脚本接口中的每个对象都拥有相应的数据成员和函数。在对象创建后,可以使用该对象提供的方法来处理对象中的数据成员。

ABAQUS对象模型是指ABAQUS脚本接口中的各种对象类型之间的层次结构和相互关系。ABAQUS的对象类型很多,一般分为3类,Session对象用来定义viewport、远程队列、用户定义的视图等;Mdb对象是保存在模型空间中的对象,包括model对象和job对象;odb对象是结果数据对象,包含了模型数据和结果数据,是后处理二次开发考察的重点。 ABAQUS后处理二次开发相关介绍abaqus静态分析图片2
结果数据库有ABAQUS分析得到,其中包含了模型数据和结果数据。模型数据描述了分析中使用的模型,包括零件、装配等。结果数据描述了分析得到的结果,包括分析步(step)、帧(frame)、场变量输出(field output)和历史变量输出(history output)等。在对后处理的二次开发中,就是读取odb对象中的数据,进行计算等相应的处理,然后输出为相应形式供用户查看的。

4、实现的关键技术

后处理是将计算后的数据形象地显示出来供用户对计算结果进行查看和分析。首先明确所要实现的功能,设计功能实现的流程,使用Python调用ABAQUS提供的方法编写程序对结果数据库进行处理。其中关键技术有文件的读写和控制、数据的读取、数据的处理和结果的输出与查看等。

1)文件的读写和复制

经过分析计算后得到结果数据库odb文件,对后处理进行二次开发就是对odb文件的处理,有时还需要要对.dat文件和.fil文件进行数据的读取。Odb文件的读写使用了ABAQUS中提供的OdbAecess模块,文件的复制使用Python语言中的shutil模块。

2)数据的读取

数据读取的原理如前所述,即使用Python语言通过ABAQUS的脚本接口读取odb文件中的数据。ABAQUS计算得到的数据是以面向对象的形式存储于结果数据库中的。要读取数据就要找到数据所在的路径(path),直接引用其中的变量或者使用数据对象的方法得到数据,供后续的处理使用。有时还需要读取dat文件和fil文件中的数据,需要使用Python提供的文本处理函数。

3)数据的处理

用所设计的算法对数据进行处理,包括数值运算和矢量运算等,需要根据不同的后处理需求而定。这部分是后处理二次开发的核心,也是整个二次开发中程序编写的重点。

4)结果的输出与查看

后的任务是把这些处理后的数据显示出来供用户查看。如使用对象模型提供的构造方法创建一个新的场变量输出并将处理后的数据写入其中供ABAQUS/Viewer查看,或者调用viewpoint对象显示出所需的变量和图形,或者输出为其他形式的图表或文件等。

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