Python语言在ABAQUS中的应用

【摘 要】采用python脚本语言二次开发ABAQUS，通过开发python脚本程序处理ABAQUS重复工作，提高了工作效率。

【关键词】Python；ABAQUS；交换输入；函数

引言

ABAQUS是大型通用的有限元分析软件，可以模拟绝大部分工程材料的线性和非线，获得了广大用户的认可，在建筑结构分析领域应用广泛。

Python是一种面向对象的脚本语言，，该语言已经诞生20余年，它的简洁性和易用性使程序的开发过程变得简单，特别适用于快速应用开发。在此介绍一下编写脚本快速建模。

编写Python脚本快速建立模型是ABAQUS高级用户经常使用的功能之一。例如，在Abaqus/CAE中建模时需要反复输入各种参数和设置多个对话框，编写脚本只需要几条语句就可以实现。如果经常建立相同或类似模型，还可以编写独立的模块，还可以编写脚本创建材料库，运行Python脚本后Material Manager将自动出现定义的材料。在此介绍3种最常用的快速建立模型的方法，包括交互式输入、创建材料库。

1.交互式输入

交互式输入直接指定模型参数，而无需在Abaqus/CAE下选择多个菜单、多个按钮，可以节省许多建模时间。Abaqus脚本接口提供3种交互式输入函数，分别是：getInput（）函数、getInputs（）函数和getWarningReply （ ）函数，详细介绍参见Abaqus 6.10帮助手册《Abaqus Scripting User’s Manual》第6.7节“Prompting the user for input”和

GetInput（）函数

脚本getInput.py将调用getInput（）函数自定义输入参数，开平方根运算后输出计算结果。程序测试代码如下：

from abaqus import *

from math import sqrt

input=getInput（'please enter a number '，'9'）

number=float（input）

print sqrt（number）

GetInputs（）函数

脚本getInputs.py将调用getInputs（）函数自定义输入并输出数据信息，代码如下：

from abaqus import *

x=getInputs（（（'please enter the first number '，'2'），

（'please enter the second number'，'5'），

（'please enter the third number'，'8'）））

print x

GetWarningReply （ ） 函数

脚本getWarningReply.py将调用get Warning Reply （ ） 函数来创建警告对话框。代码如下：

from abaqus import *

from abaqusConstants import *

reply = get Warning Reply （message =' Would you like to close the window？'， buttons=（YES，NO））

if reply == YES：

print ' clicked YES'

elif reply == NO：

print ' clicked NO'

2.创建材料库

采用Abaqus进行动力弹塑性分析的过程中，每个几何模型都要重复输入某些参数，因此采用python创建材料库后，使用时只需导入该模块即可。虽然Python脚本功能强大，但它的缺点是代码行较长。如果手工编写Python脚本将非常困难，利用Abaqus生成的各种文件来修改或添加代码是编写脚本的常用方法。如下为自定义材料库脚本：material_library.py：

from abaqus import *

from abaqusConstants import *

def add_SI_Materials（）：

"""

Add Steel， Copper， Aluminum in SI units

"""

import material

name = getInput（'Enter model name'，mdb. models.keys（）[-1]）

if not name in mdb.models.keys（）：

raise ValueError， 'mdb.models[%s] not found'%repr（name）

m = mdb.models[name].Material（'Steel'）

m.Elastic（table=（（200.0E9， 0.3）， ））

m.Plastic（table=（（400.E6， 0.0）， （420.E6， 0.02），

（500.E6， 0.2）， （600.E6， 0.5）））

m.Density（table=（（7800.0， ）， ））

m=mdb.models[name].Material（'Copper'）

m.Elastic（table=（（110e9，.3），））

m.Plastic（table=（（314e6，0），））

m.Density（table=（（8970，），））

m=mdb.models[name].Material（'Aluminum'）

m.Elastic（table=（（70.0E9， 0.35）， ））

m.Plastic（temperatureDependency=ON， table=（（270e6，0，0），

（300e6，1.0，0），（243e6，0，300），（270e6，1.0，300）））

m.Density（table=（（2700，）， ））

add_SI_Materials（）

3.结束语

通过本文分析，主要得到以下结论：

（1） 提出对ABAQUS的二次开发，利用ABAQUS脚本和Python语言，进行快速建模，提高ABAQUS分析问题能力。

（2）通过使用编制的Python脚本程序可以更快更有效的建立结构计算模型。

参考文献

[1]曹金凤 王旭春 孔亮：《Python语言在Abaqus中的应用》， 机械工业出版社；

[2]石亦平：《ABAQUS有限元分析实例详解》，机械工业出版社；

[3]Abaqus6.10HTMLDocumentation/Documentation/Documentation/AbaqusScriptingUser’ sManual