Python提取梁单元属性(it.structure.Beam)

1 引言

一些现代工程计算软件带有生成计算书的功能，例如Rocscience的系列软件【岩土工程软件的引领者Rocscience收购NovoTech软件公司】，Itasca系列软件没有这样的功能，但可以使用log文件记录下所有的计算过程。

program log onprogram log-file 'beam.log'

不过，这样的记录不能自动提取出对象的属性值。提取对象的属性值有两个目的：一个目的是用于程序自身的计算，一个典型的场景是数值解与解析解的比较；另一个目的是导出数据，产生计算书或者把数据传递到其它应用程序。

为了达成上述目的，可以使用FISH提取对象的属性值，也可以使用Python提取对象的属性值。下面以【梁结构元简要回顾(struct beam)】中的例子为基础，分别使用FISH和Python提取梁单元的属性值。由于支护元的脚本结构一样，因而梁单元的实现方法也能应用于其它类型的结构元。

2 Beam FISH

为了提取梁单元的属性，首先需要获得结构元的指针，[beam_pointer = struct.find(1)]。在获得结构元的指针后，便可以提取单元的属性值。

struct.beam.young()

struct.beam.moi()

struct.beam.length()

struct.beam.moment()

除了与本题相关的这些属性外，还可以提取出其它属性：
struct.beam.area()

struct.beam.moment.plastic()

struct.beam.moment.plastic.y()

struct.beam.moment.plastic.z()

struct.beam.poisson()

struct.beam.volume()

struct.beam.ydir()

struct.beam.load()

struct.beam.force()

3 Beam Python

尽管FISH能够实现梁单元属性的提取，但Python的灵活性更强。下面是上述解析解的代码：

import itasca as itimport mathbeam = it.structure.Beamelement = it.structure.find(1)young = beam.young(element)moi = beam.moi(element)[2]EI = young*moimoment_vec = beam.moment(element)Moment = moment_vec[1][2]beam_count = it.structure.count()element_length = beam.length(element)v_tip = (EI/Moment)*(1-math.cos((Moment*beam_count*element_length)/EI))

这个Python代码得出的解析解是5.48190，下面直接输入数值的FISH代码得出的解析解是5.47742，而数值解是5.49793。

[global analytical = (2e11*200e-6/5e6)*(1-math.cos((5e6*10)/(2e11*200e-6)))]

上述代码中，moi和Moment的初始提取值都是矢量，按索引值进行了提取，由于Itasca手册没有这方面的例子，因此目前不确定这样编码是不是最佳的表示方式。