利用Python和API函数创建几何模型实例【转发】

2017-07-03 by:CAE仿真在线来源:互联网

利用Python、Workbench的API函数以及xml进行Workbench二次开发的一个比较完整的例子,文中代码来自于ANSYS帮助文档,笔者对代码做了一些细致的解释。

正文

以下是Workbench的DM中一个extension的Python代码,代码的主要功能是针对一个已经存在的模型,在此基础上画圆、拉伸、做add体操作,以及一些显示。

#导入units和math模块

import units

import math

#定义函数createMyFeature,创建用户对象geometry,名称显示在Tree Outline。

def createMyFeature(feature):

#利用CreateFeature函数创建用户对象;

#函数CreateFeature的变量是字符串,返回用户对象;

#函数CreateFeature入口是ExtAPI.

ExtAPI.CreateFeature("MyFeature")

#定义函数vectorProduct,创建矢量

def vectorProduct(v1, v2):

#返回[y1*z2-z1*y2,-x1*z2+z1*x2,x1*y2-y1*x2]

return [v1[1]*v2[2]-v1[2]*v2[1], -v1[0]*v2[2]+v1[2]*v2[0], v1[0]*v2[1]-v1[1]*v2[0]]

#定义标量函数scalarProduct,创建标量

def scalarProduct(v1, v2):

#返回 x1*x2+y1*y2+z1*z2

return v1[0]*v2[0]+v1[1]*v2[1]+v1[2]*v2[2]

#定义函数,求平方根

def norm(v):

#利用math模块的sqrt函数

return math.sqrt(scalarProduct(v,v))

#定义函数生成模型

def generateMyFeature(feature,function):

#定义变量,赋值为对象的长度,这个长度值是在xml里面定义的;

#xml定义好界面,会有"Length“项,取值即可。

length = feature.Properties["Length"].Value

#单位转换

length = units.ConvertUnit(length, ExtAPI.DataModel.CurrentUnitFromQuantityName("Length"), "m")

#界面所选择的面作为faces的取值,这个也是xml定义的。

faces = feature.Properties["Face"].Value.Entities

#定义空列表

bodies = []

#获取GeometryBuilder入口

builder = ExtAPI.DataModel.GeometryBuilder

#通过循环面

for face in faces:

#获取面的中心,是三个数(x,y,z)组成的数组

centroid = face.Centroid

#由于需要自动判别某个面的法向等,所以计算过程看起来比较复杂

#定义uv数组,含有两个量,可以理解为针对某个面自动确定的x和y坐标,再结合面的中心点;

#可以在这个面的中心建立一个局部坐标系,利用函数ParamAtPoint

uv = face.ParamAtPoint(centroid)

#获取面的法向向量,应该是通过面的中心点一级uv数组三个数一起算出来的。

normal = face.NormalAtParam(uv[0], uv[1])

#定义半径

radius = math.sqrt(face.Area/(math.pi*2))

#初始化向量xdir

xdir = [1., 0., 0.]

#调用函数vectorProduct计算

vector = vectorProduct(xdir, normal)

if norm(vector)<1.e-12:

xdir = [0., 1., 1.]

s = scalarProduct(xdir, normal)

xdir = [xdir[0]-s*normal[0],xdir[1]-s*normal[1],xdir[2]-s*normal[2]]

n = norm(xdir)

xdir[0] /= n

xdir[1] /= n

xdir[2] /= n

#中间这一段代码确实晦涩难懂,其用途就是计算圆弧的主向量。

#之后通过CreateArc函数创建一段圆弧

arc_generator = builder.Primitives.Wire.CreateArc(radius, centroid, xdir, normal)

#利用Generate()函数生成圆弧

arc_generated = arc_generator.Generate()

#利用WireToSheetBody函数将圆弧转换成面

disc_generator = builder.Operations.Tools.WireToSheetBody(arc_generated)

#单位化向量

normal[0] *= -1

normal[1] *= -1

normal[2] *= -1

#利用CreateExtrudeOperation函数进行拉伸操作

extrude = builder.Operations.CreateExtrudeOperation(normal,length)

#拉伸的对象是创建的面【第一个对象】

cylinder_generator = extrude.ApplyTo(disc_generator)[0]

#存放在列表中

bodies.Add(cylinder_generator)

#返回值

feature.Bodies = bodies

#类型为Add

feature.MaterialType = MaterialTypeEnum.Add

return True

#定义函数afterGenerateMyFeature,当<ongenerate>完成后自动执行该函数

#该函数主要完成两个功能,一是显示出最小body的体积

#二是将所用的edge放在一个集合里面

def afterGenerateMyFeature(feature):

edges = []

#定义一个系统内的最大值,用于后续的比较

minimum_volume = System.Double.MaxValue

#通过循环找出最小体积

for body in feature.Bodies:

body_volume = 0

if str(body.BodyType) == "GeoBodySolid":

body_volume = body.Volume

if body_volume <= minimum_volume:

minimum_volume = body_volume

#将所用的edge放在edges列表里面

for edge in body.Edges:

edges.Add(edge)

else:

ExtAPI.Log.WriteMessage("Part: "+body.Name)

#feature的显示值

feature.Properties["Minimum Volume"].Value = minimum_volume

#创建集合

ExtAPI.SelectionManager.NewSelection(edges)

named_selection = ExtAPI.DataModel.FeatureManager.CreateNamedSelection()

ExtAPI.SelectionManager.ClearSelection()

该Python代码并不能直接在DM中使用,还需要接触XML编写界面程序,界面程序可以将上面Python代码中的函数进行有效绑定。

最后能够生成的模型以及在Workbench的DM中存在的形式分别如下图所示。

图1

图2

对应的xml代码为:

<! 定义extension的版本号为1,名称为GeometryFeature>

<extension version="1" name="GeometryFeature">

<! 指定该extension所执行的python代码名称为main.py>

<script src="main.py" />

<! 说明该extension应用在DesignModeler模块>

<interface context="DesignModeler">

<! 定义该extension的背景,文件名称为image>

<images>images</images>

<! 定义一个工具条,名称为ACTtoolbar,显示名称为ACTtoolbar>

<! 定义入口名称为MyFeature,使用的标志为construction>

<! 调用的函数为createMyFeature>

<toolbar name="ACTtoolbar" caption="ACTtoolbar">

<entry name="MyFeature" icon="construction">

<callbacks>

<onclick>createMyFeature</onclick>

</callbacks>

</entry>

</toolbar>

</interface>

<! simdata标签下定义对模型的定义>

<! 调用函数generateMyFeature和afterGenerateMyFeature>

<simdata context="DesignModeler">

<geometry name="MyFeature" caption="MyFeature" icon="construction" version="1">

<callbacks>

<ongenerate>generateMyFeature</ongenerate>

<onaftergenerate>afterGenerateMyFeature</onaftergenerate>

</callbacks>

<! 定义属性,有一个叫做“Face”栏目,显示名称为“Face”,采用滚动条控制>

<property name="Face" caption="Face" control="scoping">

<! 定义选择类型为面>

<attibutes selection_filter="face"/>

</property>

<! 定义属性,名称为length,显示Length,数据类型为float,单位为长度单位,默认值为1.2>

<property name="Length" caption="Length" control="float" unit="Length" default="1.2 [m]"></property>

<! 定义属性,最小体积Minimum Volume,数据类型为float,单位为体积单位>

<property name="Minimum Volume" caption="Minimum Volume" control="float" unit="Volume" >

<attributes readonlyaftergenerate="true" />

</property>

</geometry>

</simdata>

</extension>

Xml文件与py文件相互之间实现数据传递,完成整个extension的建立。