利用Python和API函數創建幾何模型實例【轉發】

2017-07-03 by:CAE仿真在線來源:互聯網

利用Python、Workbench的API函數以及xml進行Workbench二次開發的一個比較完整的例子,文中代碼來自于ANSYS幫助文檔,筆者對代碼做了一些細致的解釋。

正文

以下是Workbench的DM中一個extension的Python代碼,代碼的主要功能是針對一個已經存在的模型,在此基礎上畫圓、拉伸、做add體操作,以及一些顯示。

#導入units和math模塊

import units

import math

#定義函數createMyFeature,創建用戶對象geometry,名稱顯示在Tree Outline。

def createMyFeature(feature):

#利用CreateFeature函數創建用戶對象;

#函數CreateFeature的變量是字符串,返回用戶對象;

#函數CreateFeature入口是ExtAPI.

ExtAPI.CreateFeature("MyFeature")

#定義函數vectorProduct,創建矢量

def vectorProduct(v1, v2):

#返回[y1*z2-z1*y2,-x1*z2+z1*x2,x1*y2-y1*x2]

return [v1[1]*v2[2]-v1[2]*v2[1], -v1[0]*v2[2]+v1[2]*v2[0], v1[0]*v2[1]-v1[1]*v2[0]]

#定義標量函數scalarProduct,創建標量

def scalarProduct(v1, v2):

#返回 x1*x2+y1*y2+z1*z2

return v1[0]*v2[0]+v1[1]*v2[1]+v1[2]*v2[2]

#定義函數,求平方根

def norm(v):

#利用math模塊的sqrt函數

return math.sqrt(scalarProduct(v,v))

#定義函數生成模型

def generateMyFeature(feature,function):

#定義變量,賦值為對象的長度,這個長度值是在xml里面定義的;

#xml定義好界面,會有"Length“項,取值即可。

length = feature.Properties["Length"].Value

#單位轉換

length = units.ConvertUnit(length, ExtAPI.DataModel.CurrentUnitFromQuantityName("Length"), "m")

#界面所選擇的面作為faces的取值,這個也是xml定義的。

faces = feature.Properties["Face"].Value.Entities

#定義空列表

bodies = []

#獲取GeometryBuilder入口

builder = ExtAPI.DataModel.GeometryBuilder

#通過循環面

for face in faces:

#獲取面的中心,是三個數(x,y,z)組成的數組

centroid = face.Centroid

#由于需要自動判別某個面的法向等,所以計算過程看起來比較復雜

#定義uv數組,含有兩個量,可以理解為針對某個面自動確定的x和y坐標,再結合面的中心點;

#可以在這個面的中心建立一個局部坐標系,利用函數ParamAtPoint

uv = face.ParamAtPoint(centroid)

#獲取面的法向向量,應該是通過面的中心點一級uv數組三個數一起算出來的。

normal = face.NormalAtParam(uv[0], uv[1])

#定義半徑

radius = math.sqrt(face.Area/(math.pi*2))

#初始化向量xdir

xdir = [1., 0., 0.]

#調用函數vectorProduct計算

vector = vectorProduct(xdir, normal)

if norm(vector)<1.e-12:

xdir = [0., 1., 1.]

s = scalarProduct(xdir, normal)

xdir = [xdir[0]-s*normal[0],xdir[1]-s*normal[1],xdir[2]-s*normal[2]]

n = norm(xdir)

xdir[0] /= n

xdir[1] /= n

xdir[2] /= n

#中間這一段代碼確實晦澀難懂,其用途就是計算圓弧的主向量。

#之后通過CreateArc函數創建一段圓弧

arc_generator = builder.Primitives.Wire.CreateArc(radius, centroid, xdir, normal)

#利用Generate()函數生成圓弧

arc_generated = arc_generator.Generate()

#利用WireToSheetBody函數將圓弧轉換成面

disc_generator = builder.Operations.Tools.WireToSheetBody(arc_generated)

#單位化向量

normal[0] *= -1

normal[1] *= -1

normal[2] *= -1

#利用CreateExtrudeOperation函數進行拉伸操作

extrude = builder.Operations.CreateExtrudeOperation(normal,length)

#拉伸的對象是創建的面【第一個對象】

cylinder_generator = extrude.ApplyTo(disc_generator)[0]

#存放在列表中

bodies.Add(cylinder_generator)

#返回值

feature.Bodies = bodies

#類型為Add

feature.MaterialType = MaterialTypeEnum.Add

return True

#定義函數afterGenerateMyFeature,當<ongenerate>完成后自動執行該函數

#該函數主要完成兩個功能,一是顯示出最小body的體積

#二是將所用的edge放在一個集合里面

def afterGenerateMyFeature(feature):

edges = []

#定義一個系統內的最大值,用于后續的比較

minimum_volume = System.Double.MaxValue

#通過循環找出最小體積

for body in feature.Bodies:

body_volume = 0

if str(body.BodyType) == "GeoBodySolid":

body_volume = body.Volume

if body_volume <= minimum_volume:

minimum_volume = body_volume

#將所用的edge放在edges列表里面

for edge in body.Edges:

edges.Add(edge)

else:

ExtAPI.Log.WriteMessage("Part: "+body.Name)

#feature的顯示值

feature.Properties["Minimum Volume"].Value = minimum_volume

#創建集合

ExtAPI.SelectionManager.NewSelection(edges)

named_selection = ExtAPI.DataModel.FeatureManager.CreateNamedSelection()

ExtAPI.SelectionManager.ClearSelection()

該Python代碼并不能直接在DM中使用,還需要接觸XML編寫界面程序,界面程序可以將上面Python代碼中的函數進行有效綁定。

最后能夠生成的模型以及在Workbench的DM中存在的形式分別如下圖所示。

圖1

圖2

對應的xml代碼為:

<! 定義extension的版本號為1,名稱為GeometryFeature>

<extension version="1" name="GeometryFeature">

<! 指定該extension所執行的python代碼名稱為main.py>

<script src="main.py" />

<! 說明該extension應用在DesignModeler模塊>

<interface context="DesignModeler">

<! 定義該extension的背景,文件名稱為image>

<images>images</images>

<! 定義一個工具條,名稱為ACTtoolbar,顯示名稱為ACTtoolbar>

<! 定義入口名稱為MyFeature,使用的標志為construction>

<! 調用的函數為createMyFeature>

<toolbar name="ACTtoolbar" caption="ACTtoolbar">

<entry name="MyFeature" icon="construction">

<callbacks>

<onclick>createMyFeature</onclick>

</callbacks>

</entry>

</toolbar>

</interface>

<! simdata標簽下定義對模型的定義>

<! 調用函數generateMyFeature和afterGenerateMyFeature>

<simdata context="DesignModeler">

<geometry name="MyFeature" caption="MyFeature" icon="construction" version="1">

<callbacks>

<ongenerate>generateMyFeature</ongenerate>

<onaftergenerate>afterGenerateMyFeature</onaftergenerate>

</callbacks>

<! 定義屬性,有一個叫做“Face”欄目,顯示名稱為“Face”,采用滾動條控制>

<property name="Face" caption="Face" control="scoping">

<! 定義選擇類型為面>

<attibutes selection_filter="face"/>

</property>

<! 定義屬性,名稱為length,顯示Length,數據類型為float,單位為長度單位,默認值為1.2>

<property name="Length" caption="Length" control="float" unit="Length" default="1.2 [m]"></property>

<! 定義屬性,最小體積Minimum Volume,數據類型為float,單位為體積單位>

<property name="Minimum Volume" caption="Minimum Volume" control="float" unit="Volume" >

<attributes readonlyaftergenerate="true" />

</property>

</geometry>

</simdata>

</extension>

Xml文件與py文件相互之間實現數據傳遞,完成整個extension的建立。