Abaqus GUI程序开发指南(Python语言) 9787115416599
ABAQUS Python二次开发攻略 CAE分析大系 9787115414533
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Abaqus GUI程序开发指南 Python语言
Abaqus GUI程序开发实用教程,全彩印刷,提供配套程序源代码及CAE模型供读者下载学习使用
本书共6章,主要讲解采用Python语言对Abaqus进行图形界面程序的开发,包括GUI插件程序(Plug-ins)的开发以及用户自定义GUI应用程序(Customized Applications)的开发。 各章的主要内容是:第1章以简单的入门插件程序为例,介绍了Abaqus图形界面程序开发的意义。第2章简要介绍了Python语言的基本语法。第3章介绍了一些Abaqus中常用的Python内核指令。第4章详细介绍了Python语言中多种常用GUI控件的使用方法。第5章介绍了Abaqus中基于Python语言的GUI插件程序开发过程以及插件程序的管理,同时给出了多个完整的插件程序实例。第6章介绍了Abaqus中用户自定义GUI应用程序的开发过程,包括GUI工具条、工具箱、菜单、模块的创建方法及管理,同时给出了自定义GUI应用程序的开发实例,并对实例做了详细的注释。 本书适合高校、研究所以及工程设计单位的Abaqus中高级用学习使用,要求读者对Abaqus有限元软件有一定的认识和操作能力。
,章 概 述1
1.1 简单插件实例——创建带孔板有限元模型2
1.2 Abaqus图形界面程序开发的意义10
第二章 Python语言基础11
2.1 Python语言的特点12
2.2 Python与Abaqus13
2.3 Python的编码规则15
2.4 内置对象类型17
2.5 动态类型简介29
2.6 运算符35
2.7 if条件语句38
2.8 while和for循环39
2.9 函数42
2.10 模块44
2.11 包导入46
2.12 文件的操作48
第三章 常用Abaqus内核指令52
3.1 Abaqus/CAE中Python指令的执行方式53
3.2 内核脚本的快捷编辑方式53
3.3 高亮显示及取消高亮显示54
3.4 几何导入56
3.5 创建集合57
3.6 单元和节点重新编号58
3.7 更改草图平面59
3.8 创建基于单元的面62
3.9 统计零件或实例的单元和节点数量62
3.10 sendCommand()命令注意问题64
3.11 合并节点mergeNodes()65
3.12 elementFaces与elemFaces的区别66
3.13 by angle的选取方式67
3.14 使用findAt()选取对象68
3.15 有关系统日期和时间的指令69
3.16 .rpy及.jnl文件输出格式控制69
第四章 常用控件使用方法72
4.1 GUI图形界面的创建方式73
4.2 目标和消息74
4.3 按钮控件push button 使用方法76
4.4 单选按钮FXRadioButton使用方法83
4.5 复选框FXCheckButton使用方法86
4.6 文本框控件AFXTextField使用方法88
4.7 表格控件AFXTable使用方法90
4.8 文件选择控件中文件类型的设置103
4.9 控件提示语设置104
4.10 快捷键的设置104
4.11 如何创建并调用菜单106
4.12 颜色按钮AFXColorButton使用方法107
4.13 飞出按钮的使用方法107
4.14 列表控件AFXList使用方法108
4.15 树列表控件FXTreeList使用方法109
4.16 带复选框的树控件AFXOptionTreeList使用方法112
4.17 自定义下拉框控件AFXComboBox使用方法113
4.18 进度条的使用方法116
4.19 图标的创建及使用方法120
4.20 Pick Button的创建及使用方法123
4.21 提示框的使用方法125
4.22 单输入函数getInput()使用方法130
4.23 多输入函数getInputs()使用方法132
4.24 警告反馈函数getWarningReply()使用方法133
4.25 在自定义窗体中调用Abaqus/CAE内嵌功能133
4.26 工具条Toolbar 和工具箱toolbox的区别135
4.27 控件的格式及位置136
4.28 控制控件的使用状态139
4.29 调整对话框尺寸145
4.30 行列布局管理器145
第五章 插件程序开发指南148
5.1 插件的创建方法149
5.2 插件的保存方式149
5.3 插件的使用方法150
5.4 插件程序的组成150
5.5 插件程序的管理150
5.6 插件程序实例一:复合材料冲击损伤有限元模型自动建模程序154
5.7 插件程序实例二:六边形蜂窝自动建模程序184
第六章 用户自定义GUI应用程序开发指南196
6.1 用户自定义GUI应用程序与插件程序的区别197
6.2 用户自定义 GUI应用程序组成197
6.3 如何修改Abaqus/CAE标准应用程序203
6.4 自定义GUI工具包AFXToolsetGui205
6.5 自定义GUI模块AFXModuleGui208
6.6 自定义GUI树形工具条TreeToolsetGui211
6.7 用户自定义GUI应用程序实例详解213
参考文献231
附录A 本书中用到的对象及方法232
ABAQUS Python二次开发攻略 CAE分析大系
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本书是作者结合自己多年Abaqus 使用经验,在汲取国内外大量资料的基础上编写的一本Python 二次开发知识点笔记。内容涉及开发环境的搭建、Python 基础语法知识、Abaqus Python API 讲解,并以实例展示的方式详细阐明了二次开发的流程和方法。本书可以帮助正在使用Abaqus 进行仿真分析工作的工程师或者科研人员学习Abaqus Python 二次开发方法,同时对熟悉Abaqus 二次开发流程的读者也有一定的借鉴价值。
,部分 引言第1章 Abaqus二次开发简介 121.1 为什么是Python 121.2 Python、FORTRAN与Abaqus 131.3 基于Python二次开发 14第2章 Python能力确认 172.1 测试程序 172.2 程序运行结果 22第3章 脚本的运行与开发环境 233.1 Abaqus中脚本的运行 233.1.1 命令区KCLI(Kernel Command Line Interface) 233.1.2 CAE-Run Script 243.1.3 Abaqus Command 243.1.4 Abaqus PDE 253.2 选择自己的Python开发环境 263.2.1 Abaqus PDE 263.2.2 IDLE 273.2.3 Notepad++ 283.2.4 EditPlus 293.2.5 选择合适的编程环境 32第二部分 Python基础第4章 Python数据类型与操作符 344.1 基本数据类型 344.2 列表、元组和字符串 364.2.1 列表(list) 364.2.2 元组(tuple) 384.2.3 字符串(str) 404.2.4 列表、元组和字符串的关系 424.3 字典 434.4 集合 454.5 操作符 464.5.1 赋值操作符 464.5.2 数字类型的操作符 464.5.3 序列类型的操作符 484.5.4 字典和集合的操作符 50第5章 表达式和流程控制 515.1 表达式和程序执行流程 515.2 分支语句if-else 525.3 循环语句 545.3.1 while循环语句 545.3.2 for循环语句 555.4 中断和退出 585.4.1 break语句 585.4.2 continue语句 595.5 特殊语句pass 60第6章 函数 616.1 定义函数 616.2 函数中的参数传递与调用方法 636.3 几个特殊的函数关键字 646.3.1 Lambda关键字与匿名函数 646.3.2 Map关键字与批量化函数操作 666.3.3 Reduce关键字和求和 676.3.4 Filter关键字和条件选择 67第7章 对象和类 697.1 对象 697.2 类 707.2.1 如何定义类 707.2.2 如何使用类 717.2.3 子类、父类和继承 727.2.4 几个特殊的实例属性和类方法 747.3 模块和包 757.3.1 模块 757.3.2 模块的路径搜索 767.3.3 名称空间 777.3.4 包 78第8章 文件和目录 798.1 文件读写操作 798.2 目录操作 828.3 文件的压缩和备份 858.4 综合实例 87第9章 异常处理 899.1 Python中常见的异常 909.2 自定义异常 929.3 使用异常 939.4 再看异常处理的作用 95第10章 常用Python扩展模块介绍 9610.1 NumPy和高效数据处理 9710.1.1 创建数组 9810.1.2 数组操作 9910.1.3 数组运算 10010.1.4 线性代数 10010.2 SciPy与数值计算 10110.2.1 插值 10110.2.2 拟合 10110.2.3 极值问题 10210.3 Matplotlib和图表绘制 10310.3.1 二维点线数据绘制 10410.3.2 辅助散点和线图绘制 10510.3.3 简单三维数据可视化 10710.4 Xlrd/xlwt与读写Excel 10910.4.1 读取Excel文件 10910.4.2 写入Excel数据 10910.5 Reportlab和PDF 11010.6 联合使用类库 111第11章 Python编程中的效率问题 11411.1 时间成本优化 11411.1.1 使用内建函数(built-in Function) 11411.1.2 循环内部的变量创建 11511.1.3 循环内部避免不必要的函数调用 11711.1.4 使用列表解析 11811.1.5 尽量减少IO读写 11811.1.6 使用**的第三方库 11911.1.7 其他 12011.2 空间成本优化 12011.2.1 使用xrange处理长序列 12011.2.2 注意数据类型的使用 12111.2.3 使用iterator 122第三部分 Abaqus/Python基础第12章 Abaqus Script入门 12412.1 GUI操作Vs rpy脚本日志 12412.2 对脚本进行简单的二次开发 133第13章 Abaqus/Python基础 13513.1 Abaqus/Python中的数据类型 13513.1.1 符号常值(SymbolicConstants) 13513.1.2 布尔值(Booleans) 13513.1.3 特有的模型对象 13613.1.4 序列(Sequences) 13613.1.5 仓库(Repositories) 13713.2 Abaqus/Python的对象的访问和创建 13813.2.1 对象的访问 13913.2.2 对象数据的修改 14013.2.3 对象的创建 14013.3 Abaqus/Python中的主要对象概况 14113.3.1 Abaqus中的Session对象 14213.3.2 Abaqus中的Mdb对象 14313.3.3 Abaqus中的Odb对象 145第14章 Session对象的使用 14614.1 Viewport及其相关对象 14714.2 Path对象 15214.3 XYData对象 15314.4 XYCurve和XYPlot对象 15414.5 writeXYReport和writeFieldReport函数 157第15章 Mdb对象的使用 16015.1 Model类与有限元模型的建立 16115.1.1 Sketch和Part对象 16215.1.2 Material和Section对象 16615.1.3 Assembly对象 16715.1.4 Step对象 16915.1.5 Region对象 17015.1.6 Constraint和Interaction对象 17115.1.7 Mesh函数 17215.1.8 BoundaryCondition和Load对象 17315.2 Job命令 176第16章 Odb对象的使用 17716.1 Odb对象中模型数据 17816.1.1 Material对象 17816.1.2 孤立网格数据信息 17816.1.3 集合对象 18216.2 Odb对象中结果数据的读取 18416.2.1 场变量数据的处理 18616.2.2 历史变量数据的处理 18916.3 Odb数据文件的写入 19016.3.1 已有模型添加特定数据 19016.3.2 生成完整的Odb对象 192第17章 几个常见问题 19517.1 几何和网格元素的选择 19517.1.1 内置的选择函数 19517.1.2 基于特征的筛选方法 19717.2 几何元素的特征操作 19917.3 具有集合性质的对象 20117.4 监测任务运行过程和结果 20417.5 交互式输入与GUI插件 20617.5.1 交互输入 20717.5.2 GUI插件制作 208第四部分 应用实例第18章 悬链线问题 21818.1 悬链线的方程 21818.2 利用Abaqus分析悬链线曲线特征 22118.2.1 建立分析脚本 22118.2.2 确定合适的初始拉伸量 22318.2.3 拉伸刚度的影响 224第19章 扭力弹簧的刚度 22719.1 扭力弹簧的理论分析公式 22719.2 利用Abaqus分析扭力弹簧 22919.2.1 梁单元模拟扭力弹簧 22919.2.2 实体单元模拟扭力弹簧 23419.3 结果对比 236第20章 圆角处网格研究 23820.1 带孔薄板 23820.1.1 理论分析 23820.1.2 模型计算 23920.2 台阶板倒角处的应力 24420.2.1 理论分析 24420.2.2 有限元模拟 245第21章 优化问题 24921.1 水下圆筒的抗屈曲设计 24921.1.1 问题的描述 24921.1.2 参数化模型 25021.1.3 优化策略 25121.1.4 求解与结果 25421.2 过盈配合设计 25821.2.1 问题描述 25821.2.2 参数化模型建模 25821.2.3 优化策略与结果 26321.3 笔盖的插入力的确定 26821.3.1 问题描述 26821.3.2 参数化模型建模 26821.3.3 优化策略与结果 273
Abaqus GUI 程序开发指南:Python 语言 + ABAQUS Python 二次开发攻略 内容概要 本书是一部面向从事有限元分析(FEA)的工程师、科研人员以及希望深化 ABAQUS 使用体验的用户的实用技术手册。它旨在全面介绍如何利用 Python 语言为 ABAQUS CAE(计算机辅助工程)环境开发自定义图形用户界面(GUI)和自动化脚本。本书内容紧密围绕 ABAQUS Python API(应用程序接口),通过详实的代码示例、清晰的逻辑讲解和循序渐进的实践指导,帮助读者掌握从零开始构建功能强大的 ABAQUS GUI,实现复杂建模、自动化分析流程以及结果后处理的定制化。 章节结构与核心内容 本书结构清晰,内容详实,旨在为读者构建一个完整的 ABAQUS GUI 开发知识体系。 第一部分:ABAQUS Python 基础与入门 第一章:Python 语言基础回顾与 FEA 应用 本章将对 Python 语言的核心语法进行简洁而有针对性的回顾,重点强调在科学计算和工程领域常用的数据类型、控制结构(条件语句、循环)、函数定义、类与对象等概念。 特别会介绍 Python 在数值计算中的强大之处,例如 NumPy 库在数组操作方面的效率,以及 SciPy 库在科学计算领域的广泛应用,并初步探讨这些基础知识如何为 ABAQUS Python 开发奠定基础。 将初步展示如何使用 Python 进行简单的数据处理和可视化,为后续章节中利用 Python 操控 ABAQUS 数据打下基础。 第二章:ABAQUS Python API 概览与环境搭建 本章深入介绍 ABAQUS Python API 的概念,解释其作为连接用户代码与 ABAQUS 核心功能桥梁的重要性。 将详细阐述 ABAQUS GUI 的组成部分,包括菜单栏、工具栏、对话框、模型树等,并介绍 Python 如何与这些组件进行交互。 重点讲解 ABAQUS Python 脚本的两种主要执行方式:交互式执行和文件式执行,并提供相应的环境配置指导,包括如何在 ABAQUS CAE 中打开 Python 命令行、创建和执行 Python 脚本文件。 介绍 ABAQUS Python 的集成开发环境(IDE)选择和配置,推荐一些有助于提高开发效率的工具。 第三章:ABAQUS 模型构建与操作(Python 脚本视角) 本章将是 ABAQUS GUI 开发的核心基础。读者将学习如何使用 Python 脚本来创建、修改和管理 ABAQUS 模型。 几何建模: 详细讲解如何使用 `mdb.models['Model-1'].Part()` 等 API 创建部件,以及如何利用 `mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'].features.append()` 等方法创建点、线、面、体等基本几何实体,并支持通过尺寸、坐标等方式精确控制。 材料与截面定义: 演示如何使用 Python 定义各种材料属性(如弹性模量、泊松比、密度等),以及定义实体、壳体、梁等截面类型,并将其赋予模型。 装配与相互作用: 讲解如何创建装配体,定义部件之间的约束(如重合、距离、法向对齐等),以及如何创建接触、绑定等相互作用。 网格划分: 介绍如何使用 Python 控制网格划分参数,包括单元类型选择、网格密度控制、局部网格细化等,并展示如何应用不同尺寸和形状的单元。 加载与边界条件: 详细讲解如何使用 Python 施加集中力、压力、温度载荷,以及位移、旋转、温度等边界条件,包括指定载荷的位置、方向和大小。 第二部分:ABAQUS GUI 组件开发与交互 第四章:ABAQUS GUI 元素与事件处理 本章将深入探讨 ABAQUS GUI 的开发机制。 控件介绍: 详细介绍 ABAQUS GUI 中常用的控件类型,包括按钮 (`wx.Button`)、文本输入框 (`wx.TextCtrl`)、下拉列表 (`wx.ComboBox`)、复选框 (`wx.CheckBox`)、单选按钮 (`wx.RadioButton`)、列表框 (`wx.ListBox`)、滑块 (`wx.Slider`)、进度条 (`wx.Gauge`) 等,并讲解它们的基本属性和用法。 布局管理: 讲解如何使用布局管理器(如 `wx.BoxSizer`、`wx.GridSizer`)来组织 GUI 控件,实现界面的美观和响应式布局。 事件绑定与响应: 重点讲解如何为 GUI 控件绑定事件处理器(如点击事件、文本改变事件),并通过 Python 代码响应这些事件,实现用户交互逻辑。例如,当用户点击一个按钮时,触发相应的 ABAQUS 模型操作。 第五章:自定义对话框设计与实现 本章将指导读者如何创建自己的自定义对话框,以取代或补充 ABAQUS 默认的对话框。 对话框结构: 讲解如何使用 `wx.Dialog` 类来创建新的对话框,并将其嵌入到 ABAQUS CAE 环境中。 添加控件与布局: 演示如何在对话框中添加各种控件,并使用布局管理器进行排列,创建一个用户友好的界面。 数据输入与验证: 讲解如何从对话框中获取用户输入的数据,并进行必要的有效性验证,确保输入数据的合理性。 与 ABAQUS API 联动: 演示如何将对话框中获取的用户输入传递给 ABAQUS Python API,从而驱动模型的修改、分析的设置等。 第六章:菜单与工具栏的定制化开发 本章将聚焦于如何扩展 ABAQUS 的菜单和工具栏,为用户提供更便捷的操作入口。 菜单项添加: 讲解如何使用 `mdb.commands.addCommand()` 方法在 ABAQUS 的主菜单和子菜单中添加新的命令项。 工具栏按钮创建: 演示如何创建自定义的工具栏按钮,并为其指定图标和点击事件。 命令关联与执行: 讲解如何将自定义菜单项和工具栏按钮与相应的 Python 函数或脚本关联起来,实现点击后执行特定的 ABAQUS 操作。 子菜单与级联菜单: 介绍如何创建包含子菜单的复杂菜单结构。 第三部分:高级开发技术与应用实践 第七章:ABAQUS 分析过程的自动化 本章将引导读者利用 Python 实现 ABAQUS 分析流程的完全自动化。 作业(Job)创建与提交: 详细介绍如何使用 `mdb.Job()` 方法创建分析作业,配置作业参数(如求解器类型、内存分配、并行计算设置等),并使用 `job.submit()` 方法提交作业。 分析状态监控: 讲解如何通过 Python 监控分析作业的执行状态(如运行中、完成、失败),并根据状态采取相应的后续操作。 多步分析与参数化研究: 演示如何编写脚本实现复杂的多步分析流程,以及如何通过参数化研究,自动改变输入参数进行批量分析。 第八章:结果后处理与可视化定制 本章将重点介绍如何利用 Python 进行 ABAQUS 分析结果的自动提取、处理和定制化可视化。 数据提取: 讲解如何使用 `replayFile()` 和 `Odb()` 对象读取 ODB 文件,并提取关键结果数据,如位移、应力、应变、温度等。 数据处理与分析: 介绍如何使用 NumPy 和 SciPy 等库对提取的数据进行进一步的数学处理、统计分析和曲线拟合。 自定义绘图: 演示如何使用 Matplotlib 等第三方库,结合 ABAQUS 提取的数据,创建高度定制化的二维和三维图形,例如应力-应变曲线、变形云图、载荷-位移曲线等。 结果报表生成: 讲解如何将分析结果和可视化图表自动整合到报告文件中,如 PDF 或 HTML 格式。 第九章:复杂 GUI 组件与高级交互设计 本章将深入探讨更复杂的 GUI 组件和交互模式。 模型树的交互: 讲解如何动态地操作 ABAQUS 模型树,例如添加、删除、重命名模型树中的条目,以及如何为模型树中的特定项添加右键菜单。 图表的交互: 介绍如何创建具有交互功能的图表,例如允许用户放大、缩小、平移图表,或者在图表上选取特定的数据点。 多窗口应用程序: 演示如何构建包含多个关联窗口的复杂 GUI 应用程序。 用户反馈与提示: 讲解如何通过消息框、状态栏等方式向用户提供清晰的操作反馈和必要的提示信息。 第十章:实际案例分析与项目实践 本章将通过一系列贴近实际工程应用的案例,巩固读者所学的知识。 案例一: 一个针对特定行业(如汽车、航空航天、土木工程)的复杂模型的参数化建模与分析自动化。 案例二: 针对某个工程问题(如疲劳分析、接触分析、模态分析)的定制化后处理工具开发。 案例三: 构建一个交互式的设计优化 GUI,允许用户通过图形界面调整设计参数并快速评估其性能。 项目实践指导: 提供从需求分析、设计、开发到测试和部署的完整项目实践流程指导。 目标读者 Abaqus 用户: 任何希望提升 ABAQUS 使用效率,摆脱繁琐手动操作,实现流程自动化的工程师、技术人员。 有限元分析从业者: 对有限元分析有深入理解,并希望利用编程技术解决复杂工程问题的科研人员、高校教师。 Python 开发者: 具备一定 Python 编程基础,并希望将 Python 应用于工程领域的开发者。 自动化爱好者: 希望学习如何将 GUI 开发技术与工程软件相结合,实现自动化解决方案的群体。 本书特色 实战导向: 强调动手实践,提供大量可直接运行的代码示例,覆盖 ABAQUS GUI 开发的各个方面。 内容全面: 从 Python 基础到 ABAQUS API 深入讲解,再到 GUI 组件开发、自动化流程设计和结果后处理,构成完整的知识体系。 循序渐进: 采用由浅入深的学习路径,帮助读者逐步掌握复杂的技术。 案例丰富: 精选了多个实际工程案例,帮助读者理解所学知识在实际应用中的价值。 易于理解: 语言通俗易懂,逻辑清晰,即使是初次接触 ABAQUS GUI 开发的读者也能快速上手。 通过学习本书,读者将能够自信地开发自己的 ABAQUS GUI 程序,极大地提高工作效率,解决更复杂的工程问题,并为工程计算的智能化、自动化贡献力量。