Abaqus Python二次开发常用的函数接口、示例程序与注意事项介绍（含零基础视频教程）
Abaqus本身提供了丰富的函数库，可以直接调用，也可以通过Python语言开发。另外还有Abaqus提供了很多的函数接口，是可以直接调用的，但是这些接口很复杂，初学者通常会不知道从哪里入手，但是如果在仿真中用Python编写一些简单的程序就非常方便了。
本文将介绍Abaqus Python二次开发中的命令行界面、几何建模界面、常用的函数接口、示例程序和注意事项。
01「GUI：命令行界面」
Abaqus提供了非常强大的命令行界面，用来处理计算结果，可以在命令行中输入要计算的数据，然后通过图形界面显示出来。
在Abaqus中，首先要定义自己的图形用户界面（GUI）。
1.通过编写C程序，导入Abaqus中。
2.在Abaqus中通过命令行进行编写。要调用命令行程序，首先需要打开Abaqus软件，然后在软件菜单栏中选择“工具”，进入“工具”菜单中。在“工具”菜单的左方有一个“命令行”按钮，点击它可以打开命令行界面。在命令行界面中输入要计算的数据，就可以查看结果了。
除了调用程序之外，还可以直接用Python编写GUI程序，Python本身就是一种图形化编程语言，所以用Python编写GUI程序非常简单。
02「Ribbon：几何建模界面」
Ribbon是一个很强大的几何建模界面，它可以用来进行几何建模，如建模、模型处理、网格划分、模型装配等，并能实现复杂的分析过程。可以用来进行零件的装配，还可以在图形中进行装配。
Ribbon对Abaqus的几何建模功能非常强大，但是它只能做简单的几何建模。Abaqus提供了很多库来支持几何建模功能，比如PIC30F120、PIC30F125F128等都有图形界面库。这些库可以直接调用，也可以通过Abaqus提供的图形接口进行二次开发。
03「常用函数接口」
Abaqus二次开发常用的函数接口包括Python和C++接口。
Python接口：
定义材料和截面：使用myModel.Material和myModel.HomogeneousShellSection等函数定义材料和截面属性。
定义负荷：使用myModel.ConcentratedForce定义点力荷载。
定义边界条件：使用myModel.DisplacementBC定义固定边界条件。
历史数据输出：使用特定函数将节点位移输出到ODB文件。
C++接口：
Abaqus支持使用C++编写用户子程序，包括边界条件、荷载条件、接触条件、材料特性等。
此外，Abaqus还提供了getinput和getinputs函数，用于在脚本运行时提供一个对话框，让用户输入参数，便于直观地进行建模操作。这些函数允许用户输入单个或多个变量，提高了建模的灵活性和便利性。
04「Python示例程序」
在Abaqus的GUI中，输入“model”，选择“python”，可以看到很多函数接口。通过这些接口可以方便的使用Python编写一些简单的程序。
以下是一个简单的Abaqus Python二次开发示例程序，用于创建一个简单的静态分析模型并运行分析。
import os
from abaqus import *
from abaqusConstants import *
# 创建一个模型
modelName = 'SimpleModel'
myModel = mdb.Model(name=modelName)
# 创建材料
materialName = 'Steel'
myMaterial = material.Material(name=materialName)
myMaterial.Density(table=((2700.0, ), ))
myMaterial.Elastic(table=((200.0e9, 0.3), ))
# 创建单元类型
elementTypeName = 'SimpleElement'
myElement = element.Element(name=elementTypeName, type=C3D8R)
# 创建节点
for i in range(4):
for j in range(4):
for k in range(4):
nodeName = 'Node%d' % ((i*4+j)*4+k+1)
myNode = myModel.Nodes[nodeName] = myModel.Nodes.createNode(
nodeName,
random.uniform(0.0, 10.0),
random.uniform(0.0, 10.0),
random.uniform(0.0, 10.0)
)
# 创建单元
for i in range(3):
for j in range(3):
for k in range(3):
elementName = 'Element%d' % ((i*3+j)*3+k+1)
myElement = myModel.Elements[elementName] = myModel.Elements.createElement(
elementName,
element.Element(elementTypeName),
[
myModel.Nodes['Node%d' % ((i*4+j)*4+k+1)],
myModel.Nodes['Node%d' % ((i*4+j)*4+k+2)],
myModel.Nodes['Node%d' % ((i*4+j+1)*4+k+1)],
myModel.Nodes['Node%d' % ((i*4+j+1)*4+k+2)],
myModel.Nodes['Node%d' % ((i*4+j)*4+k+2+4)],
myModel.Nodes['Node%d' % ((i*4+j+1)*4+k+2+4)],
myModel.Nodes['Node%d' % ((i*4+j+1)*4+k+1+4)],
myModel.Nodes['Node%d' % ((i*4+j)*4+k+1+4)]
]
)
# 应用负载
myAssembly = myModel.rootAssembly
myAssembly.Instance(name='Part-1', part=myModel.parts['Part-1'])
session.viewports['Viewport: 1'].setValues(displayedObject=myAssembly)
# 创建步骤和边界条件
myModel.steps['Step-1'].frames[1].FieldOutputRequest(
name='Displacement',
createStep=False,
variables=('U', 'RF')
)
# 运行分析
myJob = mdb.Job(name='SimpleJob', model=myModel, type=ANALYSIS, atTime=None,
userSubroutine='', waitMinutes=0, waitHours=0, queue=None, memory=90,
memoryUnits=PERCENT_PHYSICAL_MEMORY, getMemoryFromSystem=True,
explicitPrecision=SINGLE_PRECISION, nodalOutputPrecision=SINGLE_PRECISION,
echoPrint=OFF, modelPrint=OFF, contactPrint=OFF, historyPrint=OFF,
userSubroutineParameterless=True)
myJob.submit()
myJob.waitForCompletion()
# 访问结果
odb = session.odbs['Job-1']
frame = odb.steps['Step-1'].frames[1]
fieldOutput = frame.fieldOutput
05「Python函数库」
Python可以用来写程序，也可以用来做数据处理，Abaqus提供了大量的函数库，用来处理不同的数据。这些函数库已经被广泛应用于有限元分析和其他工程领域。如果不会编程，可以直接使用Abaqus提供的函数库，但是要注意以下几点：
1.不能直接调用Abaqus的函数，必须通过调用外部程序或导入Abaqus. dll文件实现。
2.如果是想处理数据，必须先写好程序，然后导入Abaqus. dll文件。
3. Python不能直接调用Abaqus的函数。需要通过读取Abaqus. dll文件的方法实现，例如读取、写入、写入等。
4. Python程序一般都有自己的运行环境，不能直接使用。
06「Abaqus二次开发注意事项」
1. Abaqus的API函数很多，其中有些不支持循环，如果调用的时候没有检查函数的参数，会出现不正确的结果。另外有些 API函数也是需要写一些用户文档，才能正常调用。
2. Abaqus API函数和Python接口都有对应的用户文档，可以把它们打印到屏幕上，便于调试和验证。
3. Abaqus提供了很多内置的模块，我们可以通过编写脚本来调用这些模块。比如 Abaqus就提供了Abaqus API接口函数和Python接口函数。
4. Abaqus提供了一些通用模块，这些通用模块可以在其他软件中调用。比如有些软件需要修改后处理参数，这些参数都是通用的，就可以用Abaqus API调用这些模块。
5. Python开发程序时，需要注意一些问题。比如我们使用的Python包中有很多库函数不支持循环操作；变量名一定要写上变量的值等。
07「结束语」
Abaqus是一个强大的有限元分析软件，在仿真过程中，如果能够用Python编写一些简单的程序，那么可以大大提高工作效率。在Abaqus中使用Python开发程序有很多优势：
1.Python作为一门高级编程语言，上手容易；
2.Python编写程序和操作界面非常方便，使用Python编写的程序可以直接在 Abaqus中运行；
3.用Python编写的程序可以方便地嵌入到其他软件中；
4.用Python开发程序可以方便地查看和修改Abaqus仿真结果；
5.使用Python编程语言可以提高代码的可读性，代码可读性高了，对开发人员和读者来说都是一件好事。
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