ABAQUS二次开发教程.docx
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ABAQUS二次开发教程
ABAQUS（Python语言）二次开发
人生苦短，我用Python
作者：
FanShengbao
Python2.7
2017年12月
第一章Python程序基本语法
1.1Python语法结构
Python语言以缩进来约束每个程序块，编写程序时要特别注意每一行的缩进量，同一层次的语句应具有相同的缩进量。
下面是一段Python程序示例：
#-*-coding:
utf-8-*-
foriinrange（1,10）:
forjinrange（1,i+1）:
printstr（j）+'x'+str（i）+'='+str（i*j）,
print
该段程序主要功能是实现乘法口诀表输出打印，其中“#-*-coding:
utf-8-*-”是约定文档的编码方式。
程序主体部分由两个嵌套的for循环语句组成，可以看到每一个for循环块的内部都具有相同的缩进量。
程序输出结果如下：
1x1=1
1x2=22x2=4
1x3=32x3=63x3=9
1x4=42x4=83x4=124x4=16
1x5=52x5=103x5=154x5=205x5=25
1x6=62x6=123x6=184x6=245x6=306x6=36
1x7=72x7=143x7=214x7=285x7=356x7=427x7=49
1x8=82x8=163x8=244x8=325x8=406x8=487x8=568x8=64
1x9=92x9=183x9=274x9=365x9=456x9=547x9=638x9=729x9=81
Python程序中一行中“#”号后面的内容为注释，“#”号只支持单行注释，多行注释可使用“’’’…‘’’”注释符。
'''
Abaqus6.14Python
'''
1.2Python元组
Python中的元组（tuple）相当于C语言中的数组简化版，其内容和长度均不可变，只能对其内容进行访问。
tt1=（1,2,3,4,5）
printtt1[1]
程序执行结果：
2
1.3Python列表
Python中的列表（list）相当于C语言中的数组，但比C语言中的数组使用起来更加方便灵活。
其长度和内容均可修改，列表是编程时使用较多的结构。
list1=[1,2,3,4,5]
printlist1[1]
list1[1]=5
printlist1
list1.append（6）
printlist1
程序执行结果：
2
[1,5,3,4,5]
[1,5,3,4,5,6]
Python列表常用操作方法：
表11Python列表常用操作方法
操作方法
功能
list1.append（）
list1.append
（1）在列表末尾追加元素
list1.extend（）
list1.extend（[7,8,9]）合并两个列表
list1.insert（）
list1.insert（2,’1’）在列表指定位置插入元素
list1.pop（）
list1.pop（n）输出并删除指定位置的元素，不指定n值时则弹出末尾元素
list1.index（）
list1.index（5）在列表中搜索该元素第一次出现的位置
list1.count（）
list1.count
（1）在列表中搜索该元素出现的次数
list1.reverse（）
list1.reverse（）反转列表排序，也可使用list1[:
:
-1]
list1.sort（）
list1.sort（）对列表进行排序
对列表进行切片操作（元组也能进行相应的操作）：
list1=[1,2,'3','a','b',5]
printlist1[2:
4]
printlist1[2:
]
printlist1[1:
:
2]
printlist1[:
-2]
输出结果：
['3','a']
['3','a','b',5]
[2,'a',5]
[1,2,'3','a']
1.4Python字典
Python中的字典（dict）对于存储数据非常有用，其存储的数据是无序的，每一个键对应着一个键值，是一种映射型数据类型。
dict1={'author':
'FanShengbao','software':
'Abaqus'}
dict1['data']='2017'#添加一个字典元素
printdict1['software']#打印‘software’键的键值
printdict1.keys（）#打印所有键
printdict1.values（）#打印所有的键值
printdict1.items（）#打印所有键及其键值
程序输出结果：
Abaqus
['software','Data','author']
['Abaqus','2017','FanShengbao']
[（'software','Abaqus'）,（'Data','2017'）,（'author','FanShengbao'）]
从打印的结果可以看出，字典的存储是无顺序的。
获取字典键值需通过键来访问，键是唯一的，多个键可以对应相同的内容。
1.5Python集合
Python中集合（set）的概念来源于数学在的集合，集合中的每个元素都是唯一存在，多次添加同一元素只存在一个。
集合区别于列表和元组，其不能通过下表进行访问，但可以将其转换位列表后再进行其他操作。
set1=set（'abcde'）
printset1
set1.add（'f'）#添加’f’元素
set1.add（'b'）#添加’b’元素
printset1
printlist（set1）
输出结果：
set（['a','c','b','e','d']）
set（['a','c','b','e','d','f']）
['a','c','b','e','d','f']
Python中集合常见操作方法：
表12Python中集合常见操作方法
操作方法
功能
list1–list2
list1与list2的差集
list1&list2
list1与list2的交集
list1|list2
list1与list2的并集
list1.add（）
list1.add（‘a’）向list1中添加一个元素
list1.updata（）
list1.updata（[1,2,3]）向list1中添加多个元素
list1.remove（）
list1.remove（‘a’）移除list1中的’a’元素
1.6Python字符串
Python中的字符串是一种只能访问的数据类型，定义之后不能对其内容进行修改，否则程序将抛出异常。
str1='Abaqus6.14Python'
printstr1[0:
6]
printstr1.center（30,'-'）
程序运行结果：
Abaqus
------Abaqus6.14Python------
Python字符串常见操作方法：
表13Python字符串常见操作方法
操作方法
功能
str1.find（）
str1.find（substr,start,end）从str1中搜索substr，不指定start和end时指搜索整个字符串，可以只单独指定start
str1.count（）
str1.count（substr,start,end）获取字符出现次数
str1.startswith（）
str1.startswith（str）是否以str开始
str1.endswith（）
str1.endswith（str）是否以str结尾
str1.center（）
str1.center（n,char）以str1为中心获取n个字符，不够部分使用char填充
str1.ljust（）
str1.ljust（n,char）以str1为左对齐获取n个字符，不够部分使用char填充
str1.rjust（）
str1.rjust（n,char）以str1为右对齐获取n个字符，不够部分使用char填充
str1.upper（）
将str1全部转换为大写
str1.lower（）
将str1全部转换为小写
str1.replace（）
str1.replace（old,new,count）count为替换次数，若省略只替换一次
str1.strip（）
str1.strip（char）去除str1前后的char，若省略则去除前后空格
str1.split（）
str1.split（sep,maxcount）以sep分割字符串，maxcount为最大分割次数（可省略），省略sep则使用空格进行分割
1.7Python分支语句
if分支语句有以下三种基本形式，可根据不同情况选用不同的形式，使用时需替换pass占位语句：
形式一
形式二
形式三
ifcondition:
pass
ifcondition:
pass
else:
pass
ifcondition1:
pass
elifcondition2:
pass
else:
pass
1.8Python循环语句
Python编程语言只包含两种循环结构，分别是for循环和while循环。
for循环要比while循环使用更加频繁。
1.8.1for循环
1）for循环主体结构：
foriinrange（1,10）:
pass
else:
pass
其中pass为占位符，else可省略，else只有在for循环不是由break中断的情况下才会执行else下的语句。
2）for循环可遍历元组、列表和字符串：
foriin[1,2,3,4,5]:
printi
3）for具有一些比较高级的迭代功能（比普通循环更加高效，执行速度更快）：
print[i*iforiinrange（10）]
print[（i,j）foriinrange（3）forjinrange（3）ifi!
=j]
程序执行结果：
[0,1,4,9,16,25,36,49,64,81]
[（0,1）,（0,2）,（1,0）,（1,2）,（2,0）,（2,1）]
1.8.2while循环
while循环主体结构：
i=0
whilei<10:
pass
i+=1
else:
pass
1.9Python定义函数
Python语言定义函数采用def进行声明，函数体需进行统一缩进。
Python函数常用的有两种：
参数有默认值的函数和参数无默认值的函数，函数参数某一个带默认参数时，其后的参数也需带默认值。
#参数无默认值
defFunName1（arg1,arg2）:
returnarg1+arg2
#给参数指定默认值
defFunName2（arg1,arg2=1）:
returnarg1+arg2
#函数调用
printFunName1（1,2）#返回3
printFunName2
（1）#返回2
printFunName2（1,2）#返回3
Python语言也有一些自带的函数：
表14Python自带函数
函数名
功能
abs（）
abs（-1）求一个数的绝对值
sum（）
sum（[1,2,3]）求一个列表的和，等于6.0
max（）
max（[1,2,3]）求一个列表的最大值，等于3
min（）
min（[1,2,3]）求一个列表的最小值，等于1
range（）
range（start,end,step）产生一个列表包含start，但不包含end，增量为step（可省略）
xrange（）
xrange（start,end,step）和range（）函数一样，但其初始时只生成一部分，一般用在循环次数较多的情况下，能够减少循环时间。
type（）
type（var）检测变量或内容的类型
input（）
input（）接受一个输入，ABAQUS软件中Python的默认输入函数有两个：
一个为单输入函数getInput（title,default）；另一个为多输入函数getInputs（（（title1,default1）,（title2,default2）,…）），其中title和default为字符串，且default可省略。
len（）
len（…）参数可以是元组、列表或字符串，功能是检测其长度
all（）
all（…）检测参数，都不为0或‘’，返回True，否则返回False
any（）
any（…）检测参数，任一不为0或‘’，返回True，否则返回False
注：
表中只列举了部分直接访问的函数，Python标准库中包含着许多函数，如math库。
1.10Python模块
Python模块就是一个py文件，文件中可包含变量、函数和类。
可在另一个py文件中导入该模块，调用其中的函数。
导入模块的方法：
①importModelName
②fromModelNameimportFunName
导入自建模块时，需注意Python的搜索路径，只有将模块放入搜索路径中，才能通过以上方法导入Python模块。
可通过以下代码查看当前Python编辑器的搜索路径和添加目录到Python的搜索路径：
importsys
printsys.path#打印Python的搜索路径
sys.path.append（'D:
\\...'）#将“D:
\\...”添加到搜索路径中
1.11Python包
Python包由一个初始化文件“__init__.py”及一个或多个函数文件（模块文件）组成，将这些python文件放入同一个文件夹下就构成了一个Python包。
包中的“__init__.py”文件用来申明包中包含的模块文件。
如图所示为一个包的文件构成：
图1.1Python包文件构成
__init__.py文件包含的内容如下：
__author__="FanShengbao"
__all__=['openOdbFile','getMaxStress','getMaxDisplacement']
其他文件中均包含着对应的函数
导入模块的方法（包文件夹需放入Python的搜索路径之下）：
①单个函数导入：
fromPythonPackageNameimportgetMaxStress
②一次全部导入：
fromPythonPackageNameimport*
1.12Python文件和目录
1.12.1目录操作
获取当前工作目录和更改当前工作目录：
importos
printos.getcwd（）#获取当前工作目录
os.chdir（'D:
\\'）#更改当前工作目录
获取指定目录下的某种类型文件，可以使用一个Python的标准库glob，代码实例如下：
importglob
printglob.glob（'D:
\\*.odb'）#获取所有的odb文件
printglob.glob（'D:
\\name.*'）#所有以name为名的文件
1.12.2文件操作
打开和关闭文件：
file=open（'D:
\\1.txt'）#打开文件，也可指定打开方式（r、w等）
file.close（）#关闭文件
读写文件内容：
通常读文件时使用一条语句读取全部内容，并将每一行内容独立存入列表中，具体示例代码如下：
f=open（'D:
\\1.txt'）.read（）.split（'\n'）.strip（）
也可以使用下表所示的读写文件函数进行读写操作，Python还有其他的一些读写操作函数未列举在表中。
表15文件读写函数
函数
功能
read（）
一次性读取全部内容
readline（）
每次读取一行内容
readlines（num）
每次读取num行内容
write（）
写文件，参数为一个字符串，可包含换行符
writelines（）
写多行，参数为一个列表，换行添加‘\n’
1.13Python异常处理
Python异常处理能够规避程序执行错误，当程序出错时能够进行相应的处理或者直接忽略错误继续执行程序。
异常处理结构（pass可以替换为相应的代码）：
try:
pass
exceptErrorType:
pass
finally:
pass
将可能出错的代码放入try代码行下面，except后接指定的错误类型或不指定（接受所有错误），当指定错误发生时，程序执行except下的程序，最后执行finally下的程序。
第二章ABAQUS/Python二次开发
2.1ABAQUS执行Python程序
ABAQUS执行Python程序的方法可以找XX，下图为ABAQUS软件自带的编译器PDE，可用于调试Python程序，支持断点调试。
图2.1ABAQUS软件PDE编辑器
常用的ABAQUS软件执行Python方法：
①File—>RunScript…再选择需要运行的Python程序文件
②直接在宏程序里面编写程序，再调用宏管理器（File—>MacroManager…）执行程序
③只写几行代码的话，可以到ABAQUS软件底部的kernelcommandlineinterface中编写
图2.2kernelcommandlineinterface窗口
2.2编写ABAQUS/Python程序
下面是一个ABAQUS/Python程序的简单例子：
该段程序生成如图所示的三维模型，并导入到装配模块中。
#-*-coding:
utf-8-*-
fromabaqusimport*
#导入Abaqus常量模块
fromabaqusConstantsimport*
#导入Abaqus中常用的模块，例如step，material……
fromcaeModulesimport*
#新建一个Model并命名为Model-1
model1=mdb.Model（name='Model-1'）
#创建一个三维可变形实体，并命名为Part-1
part1=model1.Part（name='Part-1',dimensionality=THREE_D,
type=DEFORMABLE_BODY）
#创建一个名为Sketch-1的草图
skt=model1.ConstrainedSketch（name='Sketch-1',sheetSize=100）
#在创建的草图中绘制一个矩形
skt.rectangle（point1=（-50,-50）,point2=（50,50））
#在草图中心绘制一个R=25的圆
skt.CircleByCenterPerimeter（center=（0,0）,point1=（25,0））
#对草图skt进行拉伸，指定深度为50
part1.BaseSolidExtrude（sketch=skt,depth=50）
asm=model1.rootAssembly#访问装配模块
#将新建的part1添加到装配中
asm.Instance（name='Part-1-1',part=part1,dependent=ON）
2.3ABAQUS录制Python程序
使用宏管理器可以将对ABAQUS的操作录制成Python程序，通过宏录制可缩短程序开发时间，方便对ABAQUS软件进行二次开发。
稍加修改录制后的程序，就能得到想要的效果。
下图为ABAQUS软件的宏管理器（File—>MacroManager…）：
图2.3ABAQUS软件宏管理器
点击Create…能够对ABAQUS软件的操作进行录制，生成Python代码并添加到宏管理器中，某些情况下需对程序进行一定的编辑才能重复出录制的操作，直接运行可能得不到与之前操作一样的结果或者程序直接报错。
2.4ABAQUS/Python对象介绍
2.4.1session对象
session模块主要用来控制窗口显示属性，例如新建多个窗口、设置窗口大小、调整当前显示窗口和打开odb文件等。
录制程序时会出现多行以session开头的语句，但其中大部分记录的是我们调整视图的操作，例如转动或平移一下模型，编辑时可删除这些语句。
获取当前显示的窗口名称：
viewportName=session.currentViewportName
获取当前显示的窗口的model名称：
viewportName=session.currentViewportName
modelName=session.viewports[viewportName].displayedObject.modelName
新建一个窗口：
session.Viewport（name='Viewport:
2'）
2.4.2mdb对象
mdb对象是ABAQUS前处理中最为重要的一个对象，是一个顶层对象，下面包含着丰富的子对象和方法。
表21mdb对象信息
成员类型
名称
功能
构造函数
Mdb（）
生成一个新的模型数据库
成员函数
openMdb（）
新建一个cae文件，参数为cae文件完整路径
mdb.close（）
关闭当前cae文件，并不保存
mdb.save（）
保存当前cae文件
mdb.saveAs（）
另存为cae文件，参数为另存cae文件的完整路径
mdb.Model（）
生成一个model，参数为model名
……
……
成员变量
mdb.jobs（）
当前模型创建的所有job
mdb.models（）
当前模型所有的model
……
……
每个cae文件包含一个或多个Model，大部分前处理信息均包含在每个Model下面，通过mdb.models[modelName]可单独访问每个Model下的数据。
通过每个Model可继续访问之下的part、material和rootAssembly等。
图2.4Model下的部分对象
Python在前处理中，可以用来建立复杂的三维模型，下面程序建立了一个三维函数曲面图，数学公式如式2.1所示，代码如下：
（2.1）
#程序开始
#-*-coding:
utf-8-*-
fromabaqusimport*
fromabaqusConstantsimport*
fromcaeModulesimport*
importmath
part1=mdb.models['Model-1'].Part（name='Part-1',
dimensionality=THREE_D,type=DEFORMABLE_BODY）
point_U=[]
p
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