Abaqus GUI程序開發指南(Python語言) 9787115416599
ABAQUS Python二次開發攻略 CAE分析大係 9787115414533
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Abaqus GUI程序開發指南 Python語言
Abaqus GUI程序開發實用教程,全彩印刷,提供配套程序源代碼及CAE模型供讀者下載學習使用
本書共6章,主要講解采用Python語言對Abaqus進行圖形界麵程序的開發,包括GUI插件程序(Plug-ins)的開發以及用戶自定義GUI應用程序(Customized Applications)的開發。 各章的主要內容是:第1章以簡單的入門插件程序為例,介紹瞭Abaqus圖形界麵程序開發的意義。第2章簡要介紹瞭Python語言的基本語法。第3章介紹瞭一些Abaqus中常用的Python內核指令。第4章詳細介紹瞭Python語言中多種常用GUI控件的使用方法。第5章介紹瞭Abaqus中基於Python語言的GUI插件程序開發過程以及插件程序的管理,同時給齣瞭多個完整的插件程序實例。第6章介紹瞭Abaqus中用戶自定義GUI應用程序的開發過程,包括GUI工具條、工具箱、菜單、模塊的創建方法及管理,同時給齣瞭自定義GUI應用程序的開發實例,並對實例做瞭詳細的注釋。 本書適閤高校、研究所以及工程設計單位的Abaqus中高級用學習使用,要求讀者對Abaqus有限元軟件有一定的認識和操作能力。
,章 概 述1
1.1 簡單插件實例——創建帶孔闆有限元模型2
1.2 Abaqus圖形界麵程序開發的意義10
第二章 Python語言基礎11
2.1 Python語言的特點12
2.2 Python與Abaqus13
2.3 Python的編碼規則15
2.4 內置對象類型17
2.5 動態類型簡介29
2.6 運算符35
2.7 if條件語句38
2.8 while和for循環39
2.9 函數42
2.10 模塊44
2.11 包導入46
2.12 文件的操作48
第三章 常用Abaqus內核指令52
3.1 Abaqus/CAE中Python指令的執行方式53
3.2 內核腳本的快捷編輯方式53
3.3 高亮顯示及取消高亮顯示54
3.4 幾何導入56
3.5 創建集閤57
3.6 單元和節點重新編號58
3.7 更改草圖平麵59
3.8 創建基於單元的麵62
3.9 統計零件或實例的單元和節點數量62
3.10 sendCommand()命令注意問題64
3.11 閤並節點mergeNodes()65
3.12 elementFaces與elemFaces的區彆66
3.13 by angle的選取方式67
3.14 使用findAt()選取對象68
3.15 有關係統日期和時間的指令69
3.16 .rpy及.jnl文件輸齣格式控製69
第四章 常用控件使用方法72
4.1 GUI圖形界麵的創建方式73
4.2 目標和消息74
4.3 按鈕控件push button 使用方法76
4.4 單選按鈕FXRadioButton使用方法83
4.5 復選框FXCheckButton使用方法86
4.6 文本框控件AFXTextField使用方法88
4.7 錶格控件AFXTable使用方法90
4.8 文件選擇控件中文件類型的設置103
4.9 控件提示語設置104
4.10 快捷鍵的設置104
4.11 如何創建並調用菜單106
4.12 顔色按鈕AFXColorButton使用方法107
4.13 飛齣按鈕的使用方法107
4.14 列錶控件AFXList使用方法108
4.15 樹列錶控件FXTreeList使用方法109
4.16 帶復選框的樹控件AFXOptionTreeList使用方法112
4.17 自定義下拉框控件AFXComboBox使用方法113
4.18 進度條的使用方法116
4.19 圖標的創建及使用方法120
4.20 Pick Button的創建及使用方法123
4.21 提示框的使用方法125
4.22 單輸入函數getInput()使用方法130
4.23 多輸入函數getInputs()使用方法132
4.24 警告反饋函數getWarningReply()使用方法133
4.25 在自定義窗體中調用Abaqus/CAE內嵌功能133
4.26 工具條Toolbar 和工具箱toolbox的區彆135
4.27 控件的格式及位置136
4.28 控製控件的使用狀態139
4.29 調整對話框尺寸145
4.30 行列布局管理器145
第五章 插件程序開發指南148
5.1 插件的創建方法149
5.2 插件的保存方式149
5.3 插件的使用方法150
5.4 插件程序的組成150
5.5 插件程序的管理150
5.6 插件程序實例一:復閤材料衝擊損傷有限元模型自動建模程序154
5.7 插件程序實例二:六邊形蜂窩自動建模程序184
第六章 用戶自定義GUI應用程序開發指南196
6.1 用戶自定義GUI應用程序與插件程序的區彆197
6.2 用戶自定義 GUI應用程序組成197
6.3 如何修改Abaqus/CAE標準應用程序203
6.4 自定義GUI工具包AFXToolsetGui205
6.5 自定義GUI模塊AFXModuleGui208
6.6 自定義GUI樹形工具條TreeToolsetGui211
6.7 用戶自定義GUI應用程序實例詳解213
參考文獻231
附錄A 本書中用到的對象及方法232
ABAQUS Python二次開發攻略 CAE分析大係
ABAQUS原廠推薦 實例解決工程實際問題 微信+QQ群+SimWe論壇 提供強勢技術支持
本書是作者結閤自己多年Abaqus 使用經驗,在汲取國內外大量資料的基礎上編寫的一本Python 二次開發知識點筆記。內容涉及開發環境的搭建、Python 基礎語法知識、Abaqus Python API 講解,並以實例展示的方式詳細闡明瞭二次開發的流程和方法。本書可以幫助正在使用Abaqus 進行仿真分析工作的工程師或者科研人員學習Abaqus Python 二次開發方法,同時對熟悉Abaqus 二次開發流程的讀者也有一定的藉鑒價值。
,部分 引言第1章 Abaqus二次開發簡介 121.1 為什麼是Python 121.2 Python、FORTRAN與Abaqus 131.3 基於Python二次開發 14第2章 Python能力確認 172.1 測試程序 172.2 程序運行結果 22第3章 腳本的運行與開發環境 233.1 Abaqus中腳本的運行 233.1.1 命令區KCLI(Kernel Command Line Interface) 233.1.2 CAE-Run Script 243.1.3 Abaqus Command 243.1.4 Abaqus PDE 253.2 選擇自己的Python開發環境 263.2.1 Abaqus PDE 263.2.2 IDLE 273.2.3 Notepad++ 283.2.4 EditPlus 293.2.5 選擇閤適的編程環境 32第二部分 Python基礎第4章 Python數據類型與操作符 344.1 基本數據類型 344.2 列錶、元組和字符串 364.2.1 列錶(list) 364.2.2 元組(tuple) 384.2.3 字符串(str) 404.2.4 列錶、元組和字符串的關係 424.3 字典 434.4 集閤 454.5 操作符 464.5.1 賦值操作符 464.5.2 數字類型的操作符 464.5.3 序列類型的操作符 484.5.4 字典和集閤的操作符 50第5章 錶達式和流程控製 515.1 錶達式和程序執行流程 515.2 分支語句if-else 525.3 循環語句 545.3.1 while循環語句 545.3.2 for循環語句 555.4 中斷和退齣 585.4.1 break語句 585.4.2 continue語句 595.5 特殊語句pass 60第6章 函數 616.1 定義函數 616.2 函數中的參數傳遞與調用方法 636.3 幾個特殊的函數關鍵字 646.3.1 Lambda關鍵字與匿名函數 646.3.2 Map關鍵字與批量化函數操作 666.3.3 Reduce關鍵字和求和 676.3.4 Filter關鍵字和條件選擇 67第7章 對象和類 697.1 對象 697.2 類 707.2.1 如何定義類 707.2.2 如何使用類 717.2.3 子類、父類和繼承 727.2.4 幾個特殊的實例屬性和類方法 747.3 模塊和包 757.3.1 模塊 757.3.2 模塊的路徑搜索 767.3.3 名稱空間 777.3.4 包 78第8章 文件和目錄 798.1 文件讀寫操作 798.2 目錄操作 828.3 文件的壓縮和備份 858.4 綜閤實例 87第9章 異常處理 899.1 Python中常見的異常 909.2 自定義異常 929.3 使用異常 939.4 再看異常處理的作用 95第10章 常用Python擴展模塊介紹 9610.1 NumPy和高效數據處理 9710.1.1 創建數組 9810.1.2 數組操作 9910.1.3 數組運算 10010.1.4 綫性代數 10010.2 SciPy與數值計算 10110.2.1 插值 10110.2.2 擬閤 10110.2.3 極值問題 10210.3 Matplotlib和圖錶繪製 10310.3.1 二維點綫數據繪製 10410.3.2 輔助散點和綫圖繪製 10510.3.3 簡單三維數據可視化 10710.4 Xlrd/xlwt與讀寫Excel 10910.4.1 讀取Excel文件 10910.4.2 寫入Excel數據 10910.5 Reportlab和PDF 11010.6 聯閤使用類庫 111第11章 Python編程中的效率問題 11411.1 時間成本優化 11411.1.1 使用內建函數(built-in Function) 11411.1.2 循環內部的變量創建 11511.1.3 循環內部避免不必要的函數調用 11711.1.4 使用列錶解析 11811.1.5 盡量減少IO讀寫 11811.1.6 使用**的第三方庫 11911.1.7 其他 12011.2 空間成本優化 12011.2.1 使用xrange處理長序列 12011.2.2 注意數據類型的使用 12111.2.3 使用iterator 122第三部分 Abaqus/Python基礎第12章 Abaqus Script入門 12412.1 GUI操作Vs rpy腳本日誌 12412.2 對腳本進行簡單的二次開發 133第13章 Abaqus/Python基礎 13513.1 Abaqus/Python中的數據類型 13513.1.1 符號常值(SymbolicConstants) 13513.1.2 布爾值(Booleans) 13513.1.3 特有的模型對象 13613.1.4 序列(Sequences) 13613.1.5 倉庫(Repositories) 13713.2 Abaqus/Python的對象的訪問和創建 13813.2.1 對象的訪問 13913.2.2 對象數據的修改 14013.2.3 對象的創建 14013.3 Abaqus/Python中的主要對象概況 14113.3.1 Abaqus中的Session對象 14213.3.2 Abaqus中的Mdb對象 14313.3.3 Abaqus中的Odb對象 145第14章 Session對象的使用 14614.1 Viewport及其相關對象 14714.2 Path對象 15214.3 XYData對象 15314.4 XYCurve和XYPlot對象 15414.5 writeXYReport和writeFieldReport函數 157第15章 Mdb對象的使用 16015.1 Model類與有限元模型的建立 16115.1.1 Sketch和Part對象 16215.1.2 Material和Section對象 16615.1.3 Assembly對象 16715.1.4 Step對象 16915.1.5 Region對象 17015.1.6 Constraint和Interaction對象 17115.1.7 Mesh函數 17215.1.8 BoundaryCondition和Load對象 17315.2 Job命令 176第16章 Odb對象的使用 17716.1 Odb對象中模型數據 17816.1.1 Material對象 17816.1.2 孤立網格數據信息 17816.1.3 集閤對象 18216.2 Odb對象中結果數據的讀取 18416.2.1 場變量數據的處理 18616.2.2 曆史變量數據的處理 18916.3 Odb數據文件的寫入 19016.3.1 已有模型添加特定數據 19016.3.2 生成完整的Odb對象 192第17章 幾個常見問題 19517.1 幾何和網格元素的選擇 19517.1.1 內置的選擇函數 19517.1.2 基於特徵的篩選方法 19717.2 幾何元素的特徵操作 19917.3 具有集閤性質的對象 20117.4 監測任務運行過程和結果 20417.5 交互式輸入與GUI插件 20617.5.1 交互輸入 20717.5.2 GUI插件製作 208第四部分 應用實例第18章 懸鏈綫問題 21818.1 懸鏈綫的方程 21818.2 利用Abaqus分析懸鏈綫麯綫特徵 22118.2.1 建立分析腳本 22118.2.2 確定閤適的初始拉伸量 22318.2.3 拉伸剛度的影響 224第19章 扭力彈簧的剛度 22719.1 扭力彈簧的理論分析公式 22719.2 利用Abaqus分析扭力彈簧 22919.2.1 梁單元模擬扭力彈簧 22919.2.2 實體單元模擬扭力彈簧 23419.3 結果對比 236第20章 圓角處網格研究 23820.1 帶孔薄闆 23820.1.1 理論分析 23820.1.2 模型計算 23920.2 颱階闆倒角處的應力 24420.2.1 理論分析 24420.2.2 有限元模擬 245第21章 優化問題 24921.1 水下圓筒的抗屈麯設計 24921.1.1 問題的描述 24921.1.2 參數化模型 25021.1.3 優化策略 25121.1.4 求解與結果 25421.2 過盈配閤設計 25821.2.1 問題描述 25821.2.2 參數化模型建模 25821.2.3 優化策略與結果 26321.3 筆蓋的插入力的確定 26821.3.1 問題描述 26821.3.2 參數化模型建模 26821.3.3 優化策略與結果 273
Abaqus GUI 程序開發指南:Python 語言 + ABAQUS Python 二次開發攻略 內容概要 本書是一部麵嚮從事有限元分析(FEA)的工程師、科研人員以及希望深化 ABAQUS 使用體驗的用戶的實用技術手冊。它旨在全麵介紹如何利用 Python 語言為 ABAQUS CAE(計算機輔助工程)環境開發自定義圖形用戶界麵(GUI)和自動化腳本。本書內容緊密圍繞 ABAQUS Python API(應用程序接口),通過詳實的代碼示例、清晰的邏輯講解和循序漸進的實踐指導,幫助讀者掌握從零開始構建功能強大的 ABAQUS GUI,實現復雜建模、自動化分析流程以及結果後處理的定製化。 章節結構與核心內容 本書結構清晰,內容詳實,旨在為讀者構建一個完整的 ABAQUS GUI 開發知識體係。 第一部分:ABAQUS Python 基礎與入門 第一章:Python 語言基礎迴顧與 FEA 應用 本章將對 Python 語言的核心語法進行簡潔而有針對性的迴顧,重點強調在科學計算和工程領域常用的數據類型、控製結構(條件語句、循環)、函數定義、類與對象等概念。 特彆會介紹 Python 在數值計算中的強大之處,例如 NumPy 庫在數組操作方麵的效率,以及 SciPy 庫在科學計算領域的廣泛應用,並初步探討這些基礎知識如何為 ABAQUS Python 開發奠定基礎。 將初步展示如何使用 Python 進行簡單的數據處理和可視化,為後續章節中利用 Python 操控 ABAQUS 數據打下基礎。 第二章:ABAQUS Python API 概覽與環境搭建 本章深入介紹 ABAQUS Python API 的概念,解釋其作為連接用戶代碼與 ABAQUS 核心功能橋梁的重要性。 將詳細闡述 ABAQUS GUI 的組成部分,包括菜單欄、工具欄、對話框、模型樹等,並介紹 Python 如何與這些組件進行交互。 重點講解 ABAQUS Python 腳本的兩種主要執行方式:交互式執行和文件式執行,並提供相應的環境配置指導,包括如何在 ABAQUS CAE 中打開 Python 命令行、創建和執行 Python 腳本文件。 介紹 ABAQUS Python 的集成開發環境(IDE)選擇和配置,推薦一些有助於提高開發效率的工具。 第三章:ABAQUS 模型構建與操作(Python 腳本視角) 本章將是 ABAQUS GUI 開發的核心基礎。讀者將學習如何使用 Python 腳本來創建、修改和管理 ABAQUS 模型。 幾何建模: 詳細講解如何使用 `mdb.models['Model-1'].Part()` 等 API 創建部件,以及如何利用 `mdb.models['Model-1'].parts['Part-1'].features.append()` 等方法創建點、綫、麵、體等基本幾何實體,並支持通過尺寸、坐標等方式精確控製。 材料與截麵定義: 演示如何使用 Python 定義各種材料屬性(如彈性模量、泊鬆比、密度等),以及定義實體、殼體、梁等截麵類型,並將其賦予模型。 裝配與相互作用: 講解如何創建裝配體,定義部件之間的約束(如重閤、距離、法嚮對齊等),以及如何創建接觸、綁定等相互作用。 網格劃分: 介紹如何使用 Python 控製網格劃分參數,包括單元類型選擇、網格密度控製、局部網格細化等,並展示如何應用不同尺寸和形狀的單元。 加載與邊界條件: 詳細講解如何使用 Python 施加集中力、壓力、溫度載荷,以及位移、鏇轉、溫度等邊界條件,包括指定載荷的位置、方嚮和大小。 第二部分:ABAQUS GUI 組件開發與交互 第四章:ABAQUS GUI 元素與事件處理 本章將深入探討 ABAQUS GUI 的開發機製。 控件介紹: 詳細介紹 ABAQUS GUI 中常用的控件類型,包括按鈕 (`wx.Button`)、文本輸入框 (`wx.TextCtrl`)、下拉列錶 (`wx.ComboBox`)、復選框 (`wx.CheckBox`)、單選按鈕 (`wx.RadioButton`)、列錶框 (`wx.ListBox`)、滑塊 (`wx.Slider`)、進度條 (`wx.Gauge`) 等,並講解它們的基本屬性和用法。 布局管理: 講解如何使用布局管理器(如 `wx.BoxSizer`、`wx.GridSizer`)來組織 GUI 控件,實現界麵的美觀和響應式布局。 事件綁定與響應: 重點講解如何為 GUI 控件綁定事件處理器(如點擊事件、文本改變事件),並通過 Python 代碼響應這些事件,實現用戶交互邏輯。例如,當用戶點擊一個按鈕時,觸發相應的 ABAQUS 模型操作。 第五章:自定義對話框設計與實現 本章將指導讀者如何創建自己的自定義對話框,以取代或補充 ABAQUS 默認的對話框。 對話框結構: 講解如何使用 `wx.Dialog` 類來創建新的對話框,並將其嵌入到 ABAQUS CAE 環境中。 添加控件與布局: 演示如何在對話框中添加各種控件,並使用布局管理器進行排列,創建一個用戶友好的界麵。 數據輸入與驗證: 講解如何從對話框中獲取用戶輸入的數據,並進行必要的有效性驗證,確保輸入數據的閤理性。 與 ABAQUS API 聯動: 演示如何將對話框中獲取的用戶輸入傳遞給 ABAQUS Python API,從而驅動模型的修改、分析的設置等。 第六章:菜單與工具欄的定製化開發 本章將聚焦於如何擴展 ABAQUS 的菜單和工具欄,為用戶提供更便捷的操作入口。 菜單項添加: 講解如何使用 `mdb.commands.addCommand()` 方法在 ABAQUS 的主菜單和子菜單中添加新的命令項。 工具欄按鈕創建: 演示如何創建自定義的工具欄按鈕,並為其指定圖標和點擊事件。 命令關聯與執行: 講解如何將自定義菜單項和工具欄按鈕與相應的 Python 函數或腳本關聯起來,實現點擊後執行特定的 ABAQUS 操作。 子菜單與級聯菜單: 介紹如何創建包含子菜單的復雜菜單結構。 第三部分:高級開發技術與應用實踐 第七章:ABAQUS 分析過程的自動化 本章將引導讀者利用 Python 實現 ABAQUS 分析流程的完全自動化。 作業(Job)創建與提交: 詳細介紹如何使用 `mdb.Job()` 方法創建分析作業,配置作業參數(如求解器類型、內存分配、並行計算設置等),並使用 `job.submit()` 方法提交作業。 分析狀態監控: 講解如何通過 Python 監控分析作業的執行狀態(如運行中、完成、失敗),並根據狀態采取相應的後續操作。 多步分析與參數化研究: 演示如何編寫腳本實現復雜的多步分析流程,以及如何通過參數化研究,自動改變輸入參數進行批量分析。 第八章:結果後處理與可視化定製 本章將重點介紹如何利用 Python 進行 ABAQUS 分析結果的自動提取、處理和定製化可視化。 數據提取: 講解如何使用 `replayFile()` 和 `Odb()` 對象讀取 ODB 文件,並提取關鍵結果數據,如位移、應力、應變、溫度等。 數據處理與分析: 介紹如何使用 NumPy 和 SciPy 等庫對提取的數據進行進一步的數學處理、統計分析和麯綫擬閤。 自定義繪圖: 演示如何使用 Matplotlib 等第三方庫,結閤 ABAQUS 提取的數據,創建高度定製化的二維和三維圖形,例如應力-應變麯綫、變形雲圖、載荷-位移麯綫等。 結果報錶生成: 講解如何將分析結果和可視化圖錶自動整閤到報告文件中,如 PDF 或 HTML 格式。 第九章:復雜 GUI 組件與高級交互設計 本章將深入探討更復雜的 GUI 組件和交互模式。 模型樹的交互: 講解如何動態地操作 ABAQUS 模型樹,例如添加、刪除、重命名模型樹中的條目,以及如何為模型樹中的特定項添加右鍵菜單。 圖錶的交互: 介紹如何創建具有交互功能的圖錶,例如允許用戶放大、縮小、平移圖錶,或者在圖錶上選取特定的數據點。 多窗口應用程序: 演示如何構建包含多個關聯窗口的復雜 GUI 應用程序。 用戶反饋與提示: 講解如何通過消息框、狀態欄等方式嚮用戶提供清晰的操作反饋和必要的提示信息。 第十章:實際案例分析與項目實踐 本章將通過一係列貼近實際工程應用的案例,鞏固讀者所學的知識。 案例一: 一個針對特定行業(如汽車、航空航天、土木工程)的復雜模型的參數化建模與分析自動化。 案例二: 針對某個工程問題(如疲勞分析、接觸分析、模態分析)的定製化後處理工具開發。 案例三: 構建一個交互式的設計優化 GUI,允許用戶通過圖形界麵調整設計參數並快速評估其性能。 項目實踐指導: 提供從需求分析、設計、開發到測試和部署的完整項目實踐流程指導。 目標讀者 Abaqus 用戶: 任何希望提升 ABAQUS 使用效率,擺脫繁瑣手動操作,實現流程自動化的工程師、技術人員。 有限元分析從業者: 對有限元分析有深入理解,並希望利用編程技術解決復雜工程問題的科研人員、高校教師。 Python 開發者: 具備一定 Python 編程基礎,並希望將 Python 應用於工程領域的開發者。 自動化愛好者: 希望學習如何將 GUI 開發技術與工程軟件相結閤,實現自動化解決方案的群體。 本書特色 實戰導嚮: 強調動手實踐,提供大量可直接運行的代碼示例,覆蓋 ABAQUS GUI 開發的各個方麵。 內容全麵: 從 Python 基礎到 ABAQUS API 深入講解,再到 GUI 組件開發、自動化流程設計和結果後處理,構成完整的知識體係。 循序漸進: 采用由淺入深的學習路徑,幫助讀者逐步掌握復雜的技術。 案例豐富: 精選瞭多個實際工程案例,幫助讀者理解所學知識在實際應用中的價值。 易於理解: 語言通俗易懂,邏輯清晰,即使是初次接觸 ABAQUS GUI 開發的讀者也能快速上手。 通過學習本書,讀者將能夠自信地開發自己的 ABAQUS GUI 程序,極大地提高工作效率,解決更復雜的工程問題,並為工程計算的智能化、自動化貢獻力量。