搜索Abaqus中材料參數不為常數的Python處理方法
2017-07-04 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
在有限元計算中,可能會碰到材料參數(這里以線彈性材料彈性模量E為例)在模型中并不為常值的情況,例如,E與某一坐標相關。大家知道,abaqus材料中材料是在*section對截面屬性定義的時候對單元組進行賦值的。并且GUI中也沒有提供變參數的接口(這里順路提一下,載荷是可以通過函數給出變載荷的,GUI中有接口)。這就需要我們采取一些特殊的措施。在CAE-lab前文《Abaqus中計材料參數不為常數的兩種處理方法》中, 給大家介紹了‘編輯inp文件’和‘使用Umat’兩種方法,這里就給大家介紹一下用python腳本實現的方法。
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方法 |
要求 |
難度 |
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編輯inp |
會一門編程語言,能夠完成對文本文件的讀取和寫入 |
4星 |
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使用Umat |
會使用abaqus的Umat用戶子程序,計算文件中不需要使用其它的用戶子程序 |
3星(如果對abaqus用戶子程序不熟悉,則為5星) |
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Python腳本 |
會python基礎,對python編寫abaqus腳本了解 |
3星(如果對python腳本不熟悉,則為5星) |
Python大法在abaqus前后處理中具有舉足輕重地位和天然的優勢,通過python給單元賦材料屬性非常簡單,本例中,假設每個單元的彈性模量不一樣,并且是一個函數,我們的思路就是遍歷所有的單元,給每一個單元定義一種材料。具體實現如下:
1.模型
以簡單的Cube模型為例,如圖1,注意由于我們是遍歷單元賦材料,Abaqus中模型必須在劃分好網格后在進行賦材料屬性。
圖1 網格模型圖
2. python腳本
下面的代碼較為簡單,注釋也比較清楚,本例中的E的變化是貼主隨意給的,實際中E可能是各種形式,具體案例具體分析。
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mymodel=mdb.models['Cube']# 獲取模型
mypart=mdb.models['Cube'].parts['Cube']#獲取part
forele_indexinmypart.elements:#單元循環
ele=ele_index.label#單元編號
node=ele_index.getNodes()#單元節點坐標
Matname='Steel'+str(ele)#材料名
mySteel=mymodel.Material(name=Matname)#創建材料
EE=ele*1000+100.E3# 變化的材料參數 可以是坐標的函數 或者其他
elasticProperties=(EE,0.3)
mySteel.Elastic(table=(elasticProperties, ) )#設置材料參數
sectionname='CubeSec'+str(ele)
mySection=mymodel.HomogeneousSolidSection(name=sectionname,material=Matname,
thickness=1.0)#創建section
elements=mypart.elements[0]
setname='set'+str(ele)
region=mypart.Set(elements=mypart.elements[ele-1:ele], name=setname)
# 這里elements要為A sequence of MeshElement objects 即類型為tuple
mypart.SectionAssignment(region=region, sectionName=sectionname)#賦材料屬性
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3.結果
賦材料后,以材料區分來顯示模型,可見每個單元的材料都不一樣,在模型樹菜單也可以看到,python腳本建立了125種材料(共125個單元)
圖2 不同單元的材料
圖3 計算結果
4.總結
我們介紹的三種方法都能很好的解決材料參數不為常數的問題,編輯inp和python對單元較少時運行效率較高,但是單元較多時,Umat用起來可能更方便,大家可以都嘗試一下。
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