在使用Python对ABAQUS进行二次开发时，你可以利用ABAQUS提供的Python API来编写脚本，这些脚本能够实现从模型创建到结果获取的自动化流程。ABAQUS的二次开发主要包括但不限于创建模型、定义材料属性、施加荷载、执行分析以及提取和处理结果。
主要包括：
1. 环境配置：确保Python和ABAQUS已经安装并能够调用ABAQUS提供的Python库。
2. 脚本编写：使用Python脚本调用ABAQUS的API完成特定任务。
3. 执行脚本：在ABAQUS环境中或通过命令行执行这些脚本。
4. 结果分析：通过脚本提取分析结果，并进行进一步的处理或可视化。
```python# -*- coding: mbcs -*-# This Python file uses the following encoding: utf-8# Abaqus/CAE Release 6.14-1 replay file# 以上字符格式声明一定要置顶，不然会报错# command命令：abaqus cae noGUI=yenang.py# command命令：abaqus cae script=yenang.pyfrom abaqus import *from abaqusConstants import *from caeModules import *from driverUtils import executeOnCaeStartupimport regionToolsetexecuteOnCaeStartup()# 创建一个新模型Mdb()mdb.models.changeKey(fromName='Model-1', toName='PlaneStressExample')# 定义材料mdb.models['PlaneStressExample'].Material(name='Steel')mdb.models['PlaneStressExample'].materials['Steel'].Elastic(table=((210E3, 0.3), ))# 创建一个方形的二维部件s = mdb.models['PlaneStressExample'].ConstrainedSketch(name='__profile__', sheetSize=200.0)s.rectangle(point1=(0, 0), point2=(10, 10))p = mdb.models['PlaneStressExample'].Part(name='Part-1', dimensionality=TWO_D_PLANAR, type=DEFORMABLE_BODY)p.BaseShell(sketch=s)# 定义截面并赋予材料属性mdb.models['PlaneStressExample'].HomogeneousSolidSection(name='Section-1',material='Steel', thickness=1.0)f = p.facesfaces = f.getSequenceFromMask(mask=('[#1 ]', ), )region = regionToolset.Region(faces=faces)p.SectionAssignment(region=region, sectionName='Section-1')# 网格划分p.seedPart(size=0.5, deviationFactor=0.1, minSizeFactor=0.1)p.generateMesh()# 创建装配a = mdb.models['PlaneStressExample'].rootAssemblya.DatumCsysByDefault(CARTESIAN)a.Instance(name='Part-1-1', part=p, dependent=ON)# 定义分析步mdb.models['PlaneStressExample'].StaticStep(name='LoadStep', previous='Initial')# 定义边界条件edges = a.instances['Part-1-1'].edgesfixedEdge = edges.findAt(((0, 0, 0), ), )region = regionToolset.Region(edges=fixedEdge)mdb.models['PlaneStressExample'].DisplacementBC(name='FixedBC', createStepName='LoadStep', region=region, u1=SET, u2=SET)# 定义载荷loadedEdge = edges.findAt(((10, 5, 0), ), )region = a.Surface(side1Edges=loadedEdge, name='LoadSurface')mdb.models['PlaneStressExample'].Pressure(name='Load-1', createStepName='LoadStep', region=region, magnitude=1.0)# 创建并运行工作mdb.Job(name='Job-1', model='PlaneStressExample', description='Load analysis of a square plate')mdb.jobs['Job-1'].submit()mdb.jobs['Job-1'].waitForCompletion()# 结果提取o1 = session.openOdb(name='Job-1.odb')session.viewports['Viewport: 1'].setValues(displayedObject=o1)frame = o1.steps['LoadStep'].frames[-1]displacement = frame.fieldOutputs['U']session.writeFieldReport(fileName='displacementResults.txt', append=OFF,sortItem='Node Label', outputPosition=NODAL,variable=(('U', NODAL), ))
在提供的ABAQUS Python脚本案例中，我们创建了一个基础的二维平面应力分析模型。这个模型涵盖了创建材料、部件、装配、加载、边界条件、网格划分、分析步骤和后处理的整个流程。以下是详细描述每个步骤：
1. 模型和材料定义
- 材料：我们定义了一个名为“Steel”的材料，为其指定了弹性属性（弹性模量210,000 MPa和泊松比0.3），这是常见的结构钢材料参数。
-截面：为模型定义了一个均匀的壳截面“Section-1”，厚度设为1.0单位。
# 定义材料mdb.models['PlaneStressExample'].Material(name='Steel')mdb.models['PlaneStressExample'].materials['Steel'].Elastic(table=((210E3, 0.3), ))# 定义截面并赋予材料属性mdb.models['PlaneStressExample'].HomogeneousSolidSection(name='Section-1',material='Steel', thickness=1.0)
2. 部件创建
- 几何构建：我们创建了一个10x10单位的正方形部件。使用的是ABAQUS的二维草图工具定义矩形，这种定义适用于平面应力和平面应变分析。
- 部件类型：部件被定义为二维平面应力、可变形体。
```python# 创建一个方形的二维部件s = mdb.models['PlaneStressExample'].ConstrainedSketch(name='__profile__', sheetSize=200.0)s.rectangle(point1=(0, 0), point2=(10, 10))p = mdb.models['PlaneStressExample'].Part(name='Part-1', dimensionality=TWO_D_PLANAR, type=DEFORMABLE_BODY)p.BaseShell(sketch=s)
3. 网格划分
- 网格：对部件进行了自动网格划分，网格大小设为0.5单位。这是一个比较粗糙的网格，适合于初步分析，但在实际应用中可能需要更细的网格以获得更精确的结果。
```python# 网格划分p.seedPart(size=0.5, deviationFactor=0.1, minSizeFactor=0.1)p.generateMesh()
4. 装配
- 装配：将单个部件实例化到装配中。在这个简单的例子中，装配仅包含一个部件实例。
```python# 创建装配a = mdb.models['PlaneStressExample'].rootAssemblya.DatumCsysByDefault(CARTESIAN)a.Instance(name='Part-1-1', part=p, dependent=ON)
5. 分析步骤
- 分析步骤：定义了一个静力学分析步“LoadStep”，此步骤用于计算材料在载荷下的响应。
```python# 定义分析步mdb.models['PlaneStressExample'].StaticStep(name='LoadStep', previous='Initial')
6. 边界条件和载荷
- 边界条件：定义了一个固定边界条件“FixedBC”，将部件的左边界所有节点的水平和垂直位移均设为零。
- 载荷：在部件的右侧中点施加了一个压力载荷“Load-1”，大小为1.0单位压力。这模拟了某种均布载荷或特定点载荷的效果。
```python# 定义边界条件edges = a.instances['Part-1-1'].edgesfixedEdge = edges.findAt(((0, 0, 0), ), )region = regionToolset.Region(edges=fixedEdge)mdb.models['PlaneStressExample'].DisplacementBC(name='FixedBC', createStepName='LoadStep', region=region, u1=SET, u2=SET)# 定义载荷loadedEdge = edges.findAt(((10, 5, 0), ), )region = regionToolset.Region(edges=loadedEdge)mdb.models['PlaneStressExample'].Pressure(name='Load-1', createStepName='LoadStep', region=region, magnitude=1.0)
7. 工作提交与结果提取
- 工作定义和运行：定义了一个ABAQUS工作“Job-1”，并提交执行。等待工作完成后，从输出数据库中提取位移结果。
- 结果处理：打开输出数据库，查看最后一个分析步的结果，并将位移结果输出到文本文件中。
```python# 创建并运行工作mdb.Job(name='Job-1', model='PlaneStressExample', description='Load analysis of a square plate')mdb.jobs['Job-1'].submit()mdb.jobs['Job-1'].waitForCompletion()# 结果提取o1 = session.openOdb(name='Job-1.odb')session.viewports['Viewport: 1'].setValues(displayedObject=o1)frame = o1.steps['LoadStep'].frames[-1]displacement = frame.fieldOutputs['U']session.writeFieldReport(fileName='displacementResults.txt', append=OFF,sortItem='Node Label', outputPosition=NODAL,variable=(('U', NODAL), ))
这个模型虽然简单，但涵盖了ABAQUS二次开发的核心步骤，是学习和进一步复杂模型开发的良好起点。通过调整部件的几何形状、网格精度、材料属性、载荷类型和大小，以及边界条件，可以扩展到更复杂的实际工程问题。在实际应用中，可能还需要进行敏感性分析、参数优化等高级分析步骤。