Python2.7
2017年12月
目录
第一章 Python程序基本语法 1
1.1 Python语法结构 1
1.2 Python元组 1
1.3 Python列表 1
1.4 Python字典 2
1.5 Python集合 3
1.6 Python字符串 3
1.7 Python分支语句 4
1.8 Python循环语句 5
1.8.1 for循环 5
1.8.2 while循环 5
1.9 Python定义函数 5
1.10 Python模块 6
1.11 Python包 7
1.12 Python文件和目录 7
1.12.1 目录操作 7
1.12.2 文件操作 7
1.13 Python异常处理 8
第二章 ABAQUS/Python二次开发 9
2.1 ABAQUS执行Python程序 9
2.2 编写ABAQUS/Python程序 10
2.3 ABAQUS录制Python程序 10
2.4 ABAQUS/Python对象介绍 11
2.4.1 session对象 11
2.4.2 mdb对象 11
2.4.3 odb对象 13
2.5 ABAQUS完整二次开发示例 14
2.6 ABAQUS二次开发常用函数 16
2.6.1 Part模块常用函数 16
Python语言以缩进来约束每个程序块，编写程序时要特别注意每一行的缩进量，同一层次的语句应具有相同的缩进量。下面是一段Python程序示例：
#-*- coding:utf-8 -*-
foriin range(1,10):
for j in range(1,i+1):
printstr(j)+'x'+str(i)+' = '+str(i*j),
该段程序主要功能是实现乘法口诀表输出打印，其中“#-*- coding:utf-8 -*-”是约定文档的编码方式。程序主体部分由两个嵌套的for循环语句组成，可以看到每一个for循环块的内部都具有相同的缩进量。程序输出结果如下：
1x1=1
1x2=2 2x2=4
1x3=3 2x3=6 3x3=9
1x4=4 2x4=8 3x4=12 4x4=16
1x5=5 2x5=10 3x5=15 4x5=20 5x5=25
1x6=6 2x6=12 3x6=18 4x6=24 5x6=30 6x6=36
1x7=7 2x7=14 3x7=21 4x7=28 5x7=35 6x7=42 7x7=49
1x8=8 2x8=16 3x8=24 4x8=32 5x8=40 6x8=48 7x8=56 8x8=64
1x9=9 2x9=18 3x9=27 4x9=36 5x9=45 6x9=54 7x9=63 8x9=72 9x9=81
Python程序中一行中“#”号后面的内容为注释，“#”号只支持单行注释，多行注释可使用“’’’ …‘’’”注释符。
'''
Abaqus6.14 Python
'''
Python中的元组（tuple）相当于C语言中的数组简化版，其内容和长度均不可变，只能对其内容进行访问。
tt1 =(1,2,3,4,5)
print tt1[1]
程序执行结果：
2
Python中的列表（list）相当于C语言中的数组，但比C语言中的数组使用起来更加方便灵活。其长度和内容均可修改，列表是编程时使用较多的结构。
list1 =[1,2,3,4,5]
print list1[1]
list1[1]=5
print list1
list1.append(6)
print list1
程序执行结果：
2
[1, 5, 3, 4, 5]
[1, 5, 3, 4, 5, 6]
Python列表常用操作方法：
表11Python列表常用操作方法
对列表进行切片操作（元组也能进行相应的操作）：
list1 =[1,2,'3','a','b',5]
print list1[2:4]
print list1[2:]
print list1[1::2]
print list1[:-2]
输出结果：
['3', 'a']
['3', 'a', 'b', 5]
[2, 'a', 5]
[1, 2, '3', 'a']
Python中的字典（dict）对于存储数据非常有用，其存储的数据是无序的，每一个键对应着一个键值，是一种映射型数据类型。
dict1 ={'author':'FanShengbao','software':'Abaqus'}
dict1['data']='2017'#添加一个字典元素
print dict1['software']#打印‘software’键的键值
print dict1.keys()#打印所有键
print dict1.values()#打印所有的键值
print dict1.items()#打印所有键及其键值
程序输出结果：
Abaqus
['software', 'Data', 'author']
['Abaqus', '2017', 'Fan Shengbao']
[('software','Abaqus'),('Data','2017'),('author','FanShengbao')]
从打印的结果可以看出，字典的存储是无顺序的。获取字典键值需通过键来访问，键是唯一的，多个键可以对应相同的内容。
Python中集合（set）的概念来源于数学在的集合，集合中的每个元素都是唯一存在，多次添加同一元素只存在一个。集合区别于列表和元组，其不能通过下表进行访问，但可以将其转换位列表后再进行其他操作。
set1 =set('abcde')
print set1
set1.add('f')#添加’f’元素
set1.add('b')#添加’b’元素
print set1
printlist(set1)
输出结果：
set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd'])
set(['a', 'c', 'b', 'e', 'd', 'f'])
['a', 'c', 'b', 'e', 'd', 'f']
Python中集合常见操作方法：
表12Python中集合常见操作方法
Python中的字符串是一种只能访问的数据类型，定义之后不能对其内容进行修改，否则程序将抛出异常。
str1 ='Abaqus 6.14 Python'
print str1[0:6]
print str1.center(30,'-')
程序运行结果：
Abaqus
------Abaqus 6.14 Python------
Python字符串常见操作方法：
表13Python字符串常见操作方法
if分支语句有以下三种基本形式，可根据不同情况选用不同的形式，使用时需替换pass占位语句：
Python编程语言只包含两种循环结构，分别是for循环和while循环。for循环要比while循环使用更加频繁。
1) for循环主体结构：
foriin range(1,10):
pass
else:
pass
其中pass为占位符，else可省略，else只有在for循环不是由break中断的情况下才会执行else下的语句。
2) for循环可遍历元组、列表和字符串：
foriin[1,2,3,4,5]:
printi
3) for具有一些比较高级的迭代功能（比普通循环更加高效，执行速度更快）：
print[i*iforiin range(10)]
print[(i,j)foriin range(3)for j in range(3)ifi!= j]
程序执行结果：
[0, 1, 4, 9, 16, 25, 36, 49, 64, 81]
[(0, 1), (0, 2), (1, 0), (1, 2), (2, 0), (2, 1)]
while循环主体结构：
i=0
whilei<10:
pass
i+=1
else:
pass
Python语言定义函数采用def进行声明，函数体需进行统一缩进。Python函数常用的有两种：参数有默认值的函数和参数无默认值的函数，函数参数某一个带默认参数时，其后的参数也需带默认值。
#参数无默认值
defFunName1(arg1,arg2):
return arg1+arg2
#给参数指定默认值
defFunName2(arg1,arg2=1):
return arg1+arg2
#函数调用
print FunName1(1,2)#返回3
print FunName2(1)#返回2
print FunName2(1,2)#返回3
Python语言也有一些自带的函数：
表14Python自带函数
注：表中只列举了部分直接访问的函数，Python标准库中包含着许多函数，如math库。
Python模块就是一个py文件，文件中可包含变量、函数和类。可在另一个py文件中导入该模块，调用其中的函数。
导入模块的方法：
①importModelName
②fromModelNameimportFunName
导入自建模块时，需注意Python的搜索路径，只有将模块放入搜索路径中，才能通过以上方法导入Python模块。可通过以下代码查看当前Python编辑器的搜索路径和添加目录到Python的搜索路径：
import sys
printsys.path#打印Python的搜索路径
sys.path.append('D:\\...')#将“D:\\...”添加到搜索路径中
Python包由一个初始化文件“__init__.py”及一个或多个函数文件（模块文件）组成，将这些python文件放入同一个文件夹下就构成了一个Python包。包中的“__init__.py”文件用来申明包中包含的模块文件。如图所示为一个包的文件构成：
图1.1 Python包文件构成
__init__.py文件包含的内容如下：
__author__ ="Fan Shengbao"
__all__ =['openOdbFile','getMaxStress','getMaxDisplacement']
其他文件中均包含着对应的函数
导入模块的方法（包文件夹需放入Python的搜索路径之下）：
①单个函数导入：fromPythonPackageName import getMaxStress
②一次全部导入：fromPythonPackageName import *
获取当前工作目录和更改当前工作目录：
importos
printos.getcwd()#获取当前工作目录
os.chdir('D:\\')#更改当前工作目录
获取指定目录下的某种类型文件，可以使用一个Python的标准库glob，代码实例如下：
import glob
printglob.glob('D:\\*.odb')#获取所有的odb文件
printglob.glob('D:\\name.*')#所有以name为名的文件
打开和关闭文件：
file = open('D:\\1.txt')#打开文件，也可指定打开方式（r、w等）
file.close()#关闭文件
读写文件内容：
通常读文件时使用一条语句读取全部内容，并将每一行内容独立存入列表中，具体示例代码如下：
f =open('D:\\1.txt').read().split('\n').strip()
也可以使用下表所示的读写文件函数进行读写操作，Python还有其他的一些读写操作函数未列举在表中。
表15文件读写函数
Python异常处理能够规避程序执行错误，当程序出错时能够进行相应的处理或者直接忽略错误继续执行程序。
异常处理结构（pass可以替换为相应的代码）：
try:
pass
exceptErrorType:
pass
finally:
pass
将可能出错的代码放入try代码行下面，except后接指定的错误类型或不指定（接受所有错误），当指定错误发生时，程序执行except下的程序，最后执行finally下的程序。
ABAQUS执行Python程序的方法可以找百度，下图为ABAQUS软件自带的编译器PDE，可用于调试Python程序，支持断点调试。
图2.1 ABAQUS软件PDE编辑器
常用的ABAQUS软件执行Python方法：
①File—>Run Script…再选择需要运行的Python程序文件
② 直接在宏程序里面编写程序，再调用宏管理器（File—>Macro Manager…）执行程序
③只写几行代码的话，可以到ABAQUS软件底部的kernel command line interface中编写
word/media/image4.gif
图2.2kernel command line interface窗口
下面是一个ABAQUS/Python程序的简单例子：该段程序生成如图所示的三维模型，并导入到装配模块中。
#-*- coding:utf-8 -*-
fromabaqusimport*
#导入Abaqus常量模块
fromabaqusConstantsimport*
#导入Abaqus中常用的模块，例如step，material……
fromcaeModulesimport*
#新建一个Model并命名为Model-1
model1 =mdb.Model(name='Model-1')
#创建一个三维可变形实体，并命名为Part-1
part1 =model1.Part(name='Part-1',dimensionality=THREE_D,
type=DEFORMABLE_BODY)
#创建一个名为Sketch-1的草图
skt= model1.ConstrainedSketch(name='Sketch-1',sheetSize=100)
#在创建的草图中绘制一个矩形
skt.rectangle(point1=(-50,-50),point2=(50,50))
#在草图中心绘制一个R=25的圆
skt.CircleByCenterPerimeter(center=(0,0),point1=(25,0))
#对草图skt进行拉伸，指定深度为50
part1.BaseSolidExtrude(sketch=skt,depth=50)
asm= model1.rootAssembly #访问装配模块
#将新建的part1添加到装配中
asm.Instance(name='Part-1-1',part=part1,dependent=ON)
使用宏管理器可以将对ABAQUS的操作录制成Python程序，通过宏录制可缩短程序开发时间，方便对ABAQUS软件进行二次开发。稍加修改录制后的程序，就能得到想要的效果。
下图为ABAQUS软件的宏管理器（File—>Macro Manager…）：
图2.3ABAQUS软件宏管理器
点击Create…能够对ABAQUS软件的操作进行录制，生成Python代码并添加到宏管理器中，某些情况下需对程序进行一定的编辑才能重复出录制的操作，直接运行可能得不到与之前操作一样的结果或者程序直接报错。
session模块主要用来控制窗口显示属性，例如新建多个窗口、设置窗口大小、调整当前显示窗口和打开odb文件等。录制程序时会出现多行以session开头的语句，但其中大部分记录的是我们调整视图的操作，例如转动或平移一下模型，编辑时可删除这些语句。
获取当前显示的窗口名称：
viewportName=session.currentViewportName
获取当前显示的窗口的model名称：
viewportName=session.currentViewportName
modelName=session.viewports[viewportName].displayedObject.modelName
新建一个窗口：
session.Viewport(name ='Viewport: 2')
mdb对象是ABAQUS前处理中最为重要的一个对象，是一个顶层对象，下面包含着丰富的子对象和方法。
表21mdb对象信息
每个cae文件包含一个或多个Model，大部分前处理信息均包含在每个Model下面，通过mdb.models[modelName]可单独访问每个Model下的数据。通过每个Model可继续访问之下的part、material和rootAssembly等。
图2.4 Model下的部分对象
Python在前处理中，可以用来建立复杂的三维模型，下面程序建立了一个三维函数曲面图，数学公式如式2.1所示，代码如下：
word/media/image9.gif （2.1）
#程序开始
#-*- coding:utf-8 -*-
fromabaqusimport*
fromabaqusConstantsimport*
fromcaeModulesimport*
import math
part1 =mdb.models['Model-1'].Part(name='Part-1',
dimensionality=THREE_D,type=DEFORMABLE_BODY)
point_U=[]
point_Utemp=None
point_V=[]
point_Vtemp=[]
foriin range(-100,100):
point_V.append([])
foriinxrange(-100,100):
point_U=[]
for j inxrange(-100,100):
x =0.025*i
y =0.025*j
coord=(x,y,3*x*math.exp(-x**2-y**2))
point_U.append(coord)
point_V[j+100].append(coord)
part1.WireSpline(points=point_U,mergeType=MERGE,
meshable=ON,smoothClosedSpline=ON)
foriinpoint_V:
part1.WireSpline(points=i,mergeType=MERGE,
meshable=ON,smoothClosedSpline=ON)
part2 =mdb.models['Model-1'].Part(name='Part-2',
dimensionality=THREE_D,type=DEFORMABLE_BODY)
edges=[]
foriinpoint_V:
part2.WireSpline(points=i,mergeType=MERGE,
meshable=ON,smoothClosedSpline=ON)
foriinpoint_V:
edges.append((part2.edges.findAt(i[0]),))
part2.ShellLoft(loftsections=(edges),startCondition=NONE,
endCondition=NONE)
asm=mdb.models['Model-1'].rootAssembly
asm.Instance(name='Part-1-1',part=part1,dependent=ON)
asm.Instance(name='Part-2-1',part=part2,dependent=ON)
session.viewports['Viewport: 1'].setValues(displayedObject=asm)
该程序生成两个三维模型，如图所示：
图2.5线框模型 图2.6曲面模型
odb对象和mdb对象有很多的相似性，包含的对象和访问方式也几近相同。下面代码可用于读取指定odb文件的最后分析步的最大应力并打印显示出来：
defreadMaxStress(myViewport,jobName):
path=os.getcwd()
o1 =session.openOdb(name=path+'\\'+jobName+'.odb')
myViewport.setValues(displayedObject=o1)
myViewport.odbDisplay.setPrimaryVariable(variableLabel='S',
outputPosition=INTEGRATION_POINT, refinement=(
INVARIANT,'Mises'),)
myViewport.odbDisplay.display.setValues(plotState=(
UNDEFORMED,))
myViewport.odbDisplay.display.setValues(plotState=(
CONTOURS_ON_DEF,))
printmyViewport.odbDisplay.contourOptions.autoMaxValue
该段程序实现了平板拉伸应力分析，完成了从建模、添加边界条件载荷、监控计算状态和应力自动读取完整分析过程。
#-*- coding:utf-8 -*-
fromabaqusimport*
fromabaqusConstantsimport*
fromcaeModulesimport*
importos
import __main__
defPlateTensile(h,w,r,t,f):
#检测输入是否正确
if r>=h/2.0:
print"Error: Radius > Height"
returnFalse
if r>=w/2.0:
print"Error: Radius > width"
returnFalse
if r<=0or t <=0or f ==0:
print"ERROR!!!"
returnFalse
#创建名为‘Model-1’的模型对象
model=mdb.Model(name ='Model-1')
part=model.Part(name='Part-1',dimensionality=THREE_D,
type=DEFORMABLE_BODY)
asm=model.rootAssembly
skt1 =model.ConstrainedSketch(name='Skt1',sheetSize=200)
skt1.rectangle(point1=(-w/2.0,-h/2.0),point2=(w/2.0,h/2.0))
skt1.CircleByCenterPerimeter(center=(0,0),point1=(r,0))
part.BaseShell(sketch = skt1)
session.viewports['Viewport: 1'].setValues(displayedObject=part)
model.Material(name='Material-1')
model.materials['Material-1'].Elastic(table=((210000.0,0.3),))
model.HomogeneousShellSection(name='Section-1',preIntegrate=OFF,
material='Material-1',thicknessType=UNIFORM,thickness=t,
thicknessField='', idealization=NO_IDEALIZATION,
poissonDefinition=DEFAULT,thicknessModulus=None,
temperature=GRADIENT,useDensity=OFF,
integrationRule=SIMPSON,numIntPts=5)
f1 =part.faces
region=regionToolset.Region(faces=f1)
part.SectionAssignment(region=region,sectionName='Section-1',
offset=0.0,offsetType=MIDDLE_SURFACE,offsetField='',
thicknessAssignment=FROM_SECTION)
asm.Instance(name='Part-1-1', part=part, dependent=ON)
model.StaticStep(name='Step-1', previous='Initial')
s1 =asm.instances['Part-1-1'].edges
edges1 =s1.findAt(((w/2.0,0,0),))
edges2 =s1.findAt(((-w/2.0,0,0),))
rp1 =asm.ReferencePoint(point=(w/2.0,0,0))
region1 =regionToolset.Region(edges=edges1)
region2=regionToolset.Region(referencePoints=(
asm.referencePoints[rp1.id],))
#参考点和边进行耦合操作
model.Coupling(name='Constraint-1',controlPoint=region2,
surface=region1,influenceRadius=WHOLE_SURFACE,
couplingType=KINEMATIC,localCsys=None, u1=ON, u2=ON,
u3=ON, ur1=ON, ur2=ON, ur3=ON)
model.ConcentratedForce(name='Load-1',createStepName='Step-1',
region=region2, cf1=f,distributionType=UNIFORM, field='',
localCsys=None)
model.EncastreBC(name='BC-1',createStepName='Initial',
region=regionToolset.Region(edges=edges2),localCsys=None)
part.setMeshControls(regions=f1,elemShape=QUAD)
part.seedPart(size=(w+h)/200.0,deviationFactor=0.1,
minSizeFactor=0.1)
part.generateMesh()
jobName='Test-1'
mdb.Job(name=jobName, model='Model-1', description='',
type=ANALYSIS,atTime=None,waitMinutes=0,waitHours=0,
queue=None, memory=90,memoryUnits=PERCENTAGE,
getMemoryFromAnalysis=True,explicitPrecision=SINGLE,
nodalOutputPrecision=SINGLE,echoPrint=OFF,
modelPrint=OFF,contactPrint=OFF,historyPrint=OFF,
userSubroutine='',scratch='',resultsFormat=ODB,
multiprocessingMode=DEFAULT,numCpus=1,numGPUs=0)
fromjobMessageimport JOB_ABORTED,JOB_COMPLETED,JOB_SUBMITTED
#读取最大应力值并打印
defreadMaxStress(userData):
path=os.getcwd()
o1 =session.openOdb(name=path+'\\'+jobName+'.odb')
userData.setValues(displayedObject=o1)
userData.odbDisplay.setPrimaryVariable(variableLabel='S',
outputPosition=INTEGRATION_POINT, refinement=(
INVARIANT,'Mises'),)
userData.odbDisplay.display.setValues(plotState=(
UNDEFORMED,))
userData.odbDisplay.display.setValues(plotState=(
CONTOURS_ON_DEF,))
printuserData.odbDisplay.contourOptions.autoMaxValue
myViewport=session.viewports['Viewport: 1']
defdealResult(jobName,messageType,data,userData):
ifmessageType==JOB_ABORTED:
print'ERROR!'.center(100,'-')
ifmessageType==JOB_COMPLETED:
print'COMPLETED'.center(100,'-')
readMaxStress(userData)
monitorManager.removeMessageCallback(jobName=jobName,
messageType=ANY_MESSAGE_TYPE,
callback=dealResult,userData=myViewport)
#设置监控job是否计算完成
monitorManager.addMessageCallback(jobName=jobName,
messageType=ANY_MESSAGE_TYPE,
callback=dealResult,userData=myViewport)
#提交job进行计算
mdb.jobs[jobName].submit(consistencyChecking=OFF)
if __name__ =="__main__":
PlateTensile(50,100,10,1,100)
1). 访问已有的Part路径：mdb.models[ModelName].parts[PartName]
2). 创建一个新的Part：
mdb.models[ModelName].Parts[name=PartName,dimensionality=dimensionality,type=partType]
①必须指定参数：
name：为Part的名字；
dimensionality：为THREE_D、TWO_D_PLANAR或AXISYMMETRIC.
type：为DEFORMABLE_BODY、EULERIAN、DISCRETE_RIGID_SURFACE或ANALYTIC_RIGID_SURFACE；
②可选参数：
twist：一个布尔值，只有在轴对称可变形体下才需指定，其默认值为OFF。
3) 从已有的Part中复制一个Part：
mdb.models[ModelName].Part(name=PartName,objectToCopy=part)
①必须指定参数：
name：指定复制后Part的名字；
objectToCopy：指定一个已有的Part对象；
②可选参数
scale：缩放因子，默认值为1；
mirrorPlane：可能值为XYPLANE、XZPLANE或YZPLANE。也可指定一个镜像平面，如果指定平面，则参数compressFeatureList将自动设置为ON。其默认值为NONE；
compressFeatureList：如果设置为ON，则会丢失原来的Part中的datum点和set集，默认值为OFF；
separate：是否分离不相连的cell进入多个Part，默认值为OFF。
4) 未完待续………
本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/cdf0fc017275a417866fb84ae45c3b3567ecdda3.html
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