基于python的abaqus参数化建模分析的学习体会和建议

 此学习体会是两年前写给课题组师弟师妹的，关于ABAQUS参数化建模中的一点经验和建议。若有错误之处，还请批评指正。

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1. 综述

目前的有限元分析基本有这样的趋势，就是工程运用的人趋向于GUI操作，简单明了，但是科研工作者多青睐于基于code的参数化分析，可以使得自己从重复的建模过程中解脱出来，从而实现大批量的参数分析，得出相应的变化趋势，给出工程应用建议。这是两类使用者的目标不同所导致。这点可以从ANSYS Workbench和ANSYS Mechanics 的目标对象可以看出。所以对于研究者而言，可以掌握从code的视角去理解模型就变得尤为重要。这篇随笔，基本上是基于我去年参与shear lag 和block shear 项目中所学习到的一些体会以及和师兄讨论中的所得精炼而成。于是整理一下我当时学习的过程和体会，也基于我做过的分析给几点我个人的意见，供大家参考，学习交流。

2. 与ansys 的APDL的区别

做简单静力或者往复pushover分析常用的精细化通用商业化软件（钢结构），多见于ANSYS 和Abaqus. ANSYS Mechanic 模块同时支持GUI和APDL输入。对于熟练者而言，基本是基于APDL的code实现前后处理，便于参数分析，次之是基于半GUI和半

APDL。APDL的语句较基于python 的ABAQUS script 简单可读。但是编译过程由作者独立完成，对于初入行的学生来说门槛稍高。相比之下，基于python 的ABAQUS 编写script

的过程就很简单和直接，非常适合入门。

3. 基于python ABAQUS编译 scrip难不难？

想必这个问题是大家最关心的，当然也包括需要多久可以学会。我其实对于这样问题回答一般都是，入门很简单，到熟练需要长时间的实战历练。这和学习很多其他方面的只是一样，弹吉他，学做菜，大家都会一点，但是要想达到随心所用,确是：长时间的坚持。所以这个问题只回答前半个问题（入门难不难，要多久）：入门不难，还很简单，大概一两天，如果你已经具备abaqus GUI的能力。

4. 基于python ABAQUS 编译scrip的逻辑是什么？

想要学会和掌握一门知识和使用一种健身器械的道理是一样，需要先看说明，才能正确使用，自然想要掌握基于python ABAQUS 编译scrip的方法，就需先掌握它背后的逻辑是什么。未知的东西总是充满神秘的，但当你揭开面纱的一瞬间，也许你曾恐惧未知的情感也会消逝。所以这部分主要介绍下，该方法本质上是如何实现，以期消除师弟师妹心中对于该方法的恐惧（诸如我都没要听过python，我连matlab 都不会，诸如此类，因为我曾经和你们一样，初听，觉得太过高大上，怀疑自己的能力，但是很多事情，做着做着就会容易些）。

实际上，python 语言已经嵌入了abaqus 模块（在整个过程也无必要了解什么是

python,当后期用到相应函数时，再去google 或者百度，在此之前，就当做英文的阅读理解），于是当你打开abaqus CAE 之后的一瞬间，其实也打开了一个abaqus.rpy文件，该文件会记录你在abaqus中任何的操作，比如建模，旋转模型，做接触，提交计算，数据提取，换句话说，你在abaqus 中每一步操作在abaqus.rpy文件都对应一句或若干句代码。这些代码实际上就是这些操作的code形式，当你完成所有的操作之后，实现基于

python ABAQUS 编译scrip就是修改abaqus.rpy，将之变成可以input 到abaqus的script

实现你刚才所有操作，然后在此基础上，将上述代码你想要考察的参数，实现变参，整个过程就已经完成。

这个过程，你不需要像ANSYS APDL要记住每个建模对象的code, 比如什么ET 1 2E5 0.3, Block,,,,,,,之类，因为所有对象code都呈现在abaqus.rpy。我们的工作就是实现它给我们的代码变参即可。

5. 实际操作中的一些建议 5.1 什么样的模型适合此方法

理论上而言，所有的模型均可实现上述基于python ABAQUS 编译scrip，但也存在一个问题值不值得？比如，你只是想验证一个复杂模型的受力状态，并不期待其参数的影响，这肯定首选GUI，或者你的参数变化在GUI中也很容易实现，且不多时，我个人也推荐GUI， 此方法最适合于模型复杂度不高，存在大量参数分析的工作。

5.2 开始前准备什么？

需要你对模型有足够的了解，每一个部件的尺寸，各部件之间的相对关系，在大脑里可以装配出此模型。

5.3 细节1

在若干部件中选择一个部件作为参考部件，参考部件可用于其他部件移动装配时的标定坐标。

细节2

所有建立的部件，均应以原点为起点，且建模方法均推荐输入坐标方法，不推荐先建出形状再去修改尺寸（减少操作，减少code数量）。

细节3

划分部件推荐一次划分完所有部件，不要划分一个部件完，去做其他操作，再来划分其他部分或者部件。

细节4

建立参考点时，输入坐标，不建议在你想要的模型位置处点击

细节5

装配模型时，切记不可复 制，可以重复在assembly 中import 你想要的part。

5.4 上述之所以要求以输入坐标形式建模，或者建立参考点，都是为了后期可以轻易的实现对坐标变参，而实现我们的参数化。

6． 上述是我对于学习该方法入门时的一些建议，也是基于我的一些建议，学习code之路是冗长且乏味的，可能你不经意点不知道何处的变动，你就会被卡死，然后就是debug。上述过程只是基础，到后期随着经验的稍加，可以使用控制语句，实现更多的变参。但上述所陈述的基础，对简单模型是可以胜任的。也期待和诸位同门相互交流学习。