连载（14）：Macro Manager 录制材料参数

以下内容来自《Abaqus 有限元分析常见问题解答与实用技巧》

复杂有限元模型中，包含很多种材料，而且每种材料的特性参数非常多，在Abaqus / CAE 中定义这些参数十分浪费时间，是否有更加方便省时的方法来完成参数的定义呢？

『解 答』

Abaqus / CAE 中的宏功能允许记录一系列 Abaqus 的脚本接口命令，并保存在宏文件（abaqusMaros.py）中。在 Abaqus / CAE 的 File 菜单下，选择 Macro Manager … 可以录制宏，每个脚本接口命令都与 Abaqus / CAE 的某个操作对应，录制完毕后无需保存模型直接退出 Abaqus / CAE，录制的宏将自动保存到文件abaqusMacros.py（笔者的保存路径是 C: \ 用户 \ a \ abaqusMcaros.py）。

下面以表4-1中所列3种材料的材料特性参数为例，教给读者使用宏管理器功能录制材料特性参数的详细操作步骤。实际应用时，读者可以根据需要录制任意数量的材料特性参数，或者直接创建材料库。

   表4-1  钢、铜和铝的材料属性（单位：N，m，Kg）

录制材料特性参数的详细操作步骤如下：

（1）启动 Abaqus / CAE，在 File 菜单下选择 Macro Manager …创建宏add_SI_Materials，将保存路径设置为 Home，如图4-11所示。

图 4-11  创建宏 add_SI_Materials

（2）切换到 Property 模块，在 Material Manager 下创建表4-1中的3种材料并输入对应材料属性。这部分操作比较简单，笔者在此不一一介绍操作界面，请读者自行完成。

（3）单击 Stop Recording 按钮结束宏录制。

（4）不必保存模型，直接退出 Abaqus / CAE。

（5）重新启动 Abaqus / CAE，在 File 菜单中打开 Macro Manager，选中宏add_SI_Materials，单击 Run 按钮执行宏文件（图4-12），瞬间执行完毕。切换到Property 功能模块，在 Material Manager 中可以看到创建好的3种材料（图4-13）。   

  图4-12  执行宏文件 

                         图4-13  创建完的3种材料

在软件安装的根目录（笔者的路径为C：\用户\a\ abaqusMacros.py）下找到录制的宏文件 abaqusMacros.py（资源包下列位置\ abaqusMacros.py），使用文本编辑器 EditPlus 软件打开，其源代码如下： 

1      def add_SI_Materials():

2        import section

3        import regionToolset

4        import displayGroupMdbToolset as dgm

5        import part

6          import material

7             import assembly

8           import step

9             import interaction

10       import load

11       import mesh

12       import job

13       import sketch

14       import visualization

15       import xyPlot

16       import displayGroupOdbToolset as dgo

17       import connectorBehavior

18       session.viewports['Viewport: 1'].partDisplay.setValues(sectionAssignments=ON,

19           engineeringFeatures=ON)

20       session.viewports['Viewport: 1'].partDisplay.geometryOptions.setValues(

21           referenceRepresentation=OFF)

22       mdb.models['Model-1'].Material(name='Steel')

23       mdb.models['Model-1'].materials['Steel'].Elastic(table=((200000000000.0, 0.3),

24           ))

25       mdb.models['Model-1'].materials['Steel'].Density(table=((7800.0, ), ))

26       mdb.models['Model-1'].materials['Steel'].Plastic(table=((400000000.0, 0.0), (

27           420000000.0, 0.02), (500000000.0, 0.2), (600000000.0, 0.5)))

28       mdb.models['Model-1'].Material(name='Copper')

29      mdb.models['Model-1'].materials['Copper'].Elastic(table=((110000000000.0, 0.3),

30           ))

31       mdb.models['Model-1'].materials['Copper'].Density(table=((8970.0, ), ))

32       mdb.models['Model-1'].materials['Copper'].Plastic(table=((314000000.0, 0.0), ))

33       mdb.models['Model-1'].Material(name='Aluminum')

34       mdb.models['Model-1'].materials['Aluminum'].Elastic(table=((70000000000.0,

35           0.35), ))

36       mdb.models['Model-1'].materials['Aluminum'].Density(table=((2700.0, ), ))

37       mdb.models['Model-1'].materials['Aluminum'].Plastic(temperatureDependency=

38           ON, table=((270000000.0, 0.0, 0.0), (300000000.0, 1.0, 0.0), (243000000.0,

39           0.0, 300.0), (270000000.0, 1.0, 300.0)))

l 第1行代码定义函数 add_SI_Materials（）。

l 第2行至第17行代码分别导入下列功能模块：section、regionToolset、displayGroupMdbToolset、part、material、assembly、step、interaction、load、mesh、job、sketch、visualization、xyPlot、displayGroupOdbToolset、connectorBehavior。细心的读者会发现，这些模块都是在 Abaqus / CAE 中建模使用的模块或工具。

l 第18行至第21行代码对视口 Viewport – 1中的部件进行显示设置，这些设置一般都由 Abaqus 自动完成，读者不必太关心。

l 第22行至第39行代码分别为模型 Model-1 创建了3种材料 Steel、Copper和 Aluminum，代码都使用英文单词加限制符“.”表示，读者很容易读懂并明白每行代码的含义，此处不再赘述。

『实用技巧』

（1）对于企业用户，建议按照本节介绍方法建立材料库；对于仿真分析工程师或在读研究生，根据需要，建议把常用材料属性也录制为宏，提高建模分析的效率。

（2）按照类似操作，读者也可以将复杂模型的建模部分、重复使用部分（例如，荷载工况库、分析过程库）录制为宏文件。

（3）根据需要，读者可以录制部分 Abaqus /CAE 操作，也可以录制完整的有限元分析。

本节只介绍了最简单的 Abaqus 软件中的 Python脚本开发，更完整的 Abaqus 脚本开发的详细介绍，请参见笔者的另一本著作《Python 语言在 Abaqus 中的应用》（第二版），书中详细介绍了 Python 编程基础、Abaqus 中的 Python 脚本接口基础知识、编写脚本建立模型、访问输出数据库（ODB）、定制插件等，任何一位Abaqus 软件使用人员借助于 Python 二次开发，都可以大大提高有限元分析的效率，少则提高几十倍，多则提高成千上万倍。