abaqusabaqus箱型桥梁的gui二次开发

1、网络出版时间：2012-03-15 14:47网络出版地址: 190.U.20120315.1447.015.html精品资料D01:10.3969/j.issn. 1674-0696.2012.02ABACUS箱型桥梁的GUI二次开发钢筋三维线型模型批量创建插件制作李平，王家林2,康竹良(1.安徽省建筑科学研究设计院，安徽合肥230001； 2.重庆交通大学，垂庆400047； 3.同济大学，上海200092) 摘要：介绍了利用ABAQUS软件二次开发的功能制作钢筋三维线型模型创建插件方法，该插件实现了普通钢筋 与预应力钢筋的三维线型模型快速批量创建功能。为箱型桥梁的糟细有限元分析提供了有力

2、的支持。关键词：ABAQUS;二次开发：三维线型；钢筋中图分类号：0319.56; TP311文献标志码：A文章编号：1674-0696 (2012) 02Secondary Development of GUI for Box Girder Bridges in ABAQUS乡乡 乡 乡Plug ins of mass production of linear three dimensional bar modelLi Ping 11 2, Wang Jialin2, Kang Zhuliang3(1. Anhui Institute of Building Research & Desig

3、n ,Hefei 230001,Anhui,China;2.Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074,China;3.Tongji University,Shangliai 200092,China) Abstract: method of GUI secondary development in ABAQUS is described Plug-ins of reinforced three-dimensional linear bar model are described in detail The plug-ins provid p

4、owerfill support for finite element analysis of Box Girder Bridges.Key words: ABAQUS; Secondary development; three-dimensional linear; Reinforced辅品资料辅品资料观察混凝土与钢筋的应力应变。该方法可以较真实在钢筋混凝土三维实体加筋模型中使川立六 血体、四血体和五血体单元划分混凝土，川杆、梁 单元模拟普通钢筋和预应力筋。模型中通过节点耦 合或非节点连接方法U刊实现钢筋单元节点与混凝七单元节点耦合。在该模型计算结构中，可以分别1 ABAQUS -次开发功能

5、简介ABAQUS是最先进的大型通用有限元分析软 件之一，具有良好的模拟性能，拥有大最不同类型 的单元、材料模型；在ABAQUS中，材料库和单 元库分离，材料和单元Z间的组合能力很强，可以辅品资料辅品资料的模拟空间位置与实际受力分析。在通用有限冗软胜任复杂结构的静态与动态分析，能够驾驭卄常庞辅品资料前后处理进彳了操作;创建新图形用户界曲(GUI)件ABAQUS的单元埋植与MIDAS FEA都能通过 简单的设置实现钢筋节点与混凝土实体单元的快 速勰合连接。由于土木工程中钢筋的使用量非常 人，所以钢筋的模型非常庞人，同时预应力钢筋常 常包含横向和竖向的弯曲，给建模带来了困难。若 在ABAQUS/CA

6、E界而下逐个创建钢筋的空间线型 模型，将是一个繁重的工作，口极易因输入失误导 致模型错误。本文通过ABAQUS GUI二次开发功 能删，创建-个具有钢筋空间线型模型批量快速创 建功能的插件，为实现钢筋混凝土结构三维加筋实 体冇限元分析提供帮助。人的问题和模拟材料与儿何高度非线性的影响。同 时，ABAQUS提供了 4种二次开发方式:使用用 户子程序。用户子程序允许用户改变 ABAQUS/Standard 和 ABAQUS/Explicit 的计算过 程；修改环境文件。通过改变环境文件中关于ABAQUS的各种默认设置来改变ABAQUS/CAE的 计算分析过程和相关文件操作；运行白定义内核 脚本。内

7、核脚本允许用八通过创建新的功能模块対4o 4种二次开发方式为用户改善和扩展,ABAQUS 的前后处理、单元模型、材料模型冋等提供了可能。辅品资料辅品资料收稿日期：2011-06-09;修订日期：2011-09-08作者简介：李平(1980-),男，安徽合肥人，工程师，硕士，主要从事钢筋混凝土工程检测及力学有限元计算研究。E-mail：hcfcilipingo 电话辅品资料精品资料2功能设计及制作过程完成模型创建。数据流程如图2。辅品资料精品资料辅品资料精品资料钢筋快速建模插件是通过钢筋关键点三维坐 标建立空间折线实现模拟。折线没有样条曲线圆

8、 滑，但排除了山于样条曲线弯曲使得曲线伸出混凝 土外部，致使钢筋和混凝土之间无法实现耦合。插 件人机交互界血对话框如图Io图1插件示意Fig.l Figure of the pluginssteelDB. py对话框程序文件数据文件名 部件名一 数据表格-steel_plugins. py插件注册文件 class steel_plugin() seif cmd=AFXGuiCojnjnand ()self. PartnameKw孝咅B件名取量 一 self. pointKw 举钢筋坐标点变量 self, filenameKw #数据文件名变量regist erGuiMenuButt on ()

9、孝菜单注册命令r eg i st e r Gui T o o IBut t on ()#廚标注册命吞steel_function, py主函数程序文件 def steel ()数据整理函数环境变量读取创建模型函数部件组装函数 辅品资料精品资料辅品资料精品资料插件对话框中包含了以下几个重要控件：1) Partname部件名编辑框。程序会依据输入 在模型创建部件和组装实例。2) File name钢筋数据文件打开按钮及数据导 入按钮Inputo插件支持从文木文件中读取钢筋关键 点坐标。通过Input按钮可以将文件屮数据导入对 话框表格中。3) 钢筋关键点处标输入表。表中每-单元格 代表一个点x,y

10、,z三个塑标，每一行代表一根钢筋。 钢筋的町以是2-60个不限。输入后的数据可以保 存为文本文件，以备再次使用和修改。钢筋关键点 处标数据也可以从文木文件中打开读入或从 EXCEL文件屮拷贝粘贴。插件保证了同一工程数据的多次重复使用。避 免多次输入带來的重复性工作和数据输入带來的 错误。以表格形式的钢筋批童生成工具不仅可以略 去大量的鼠标操作，而FL可以快速的检查输入错 误。降低了模型错误几率和提高了工作效率。2.1插件程序解析钢筋建模插件创建流程与箱梁插件相同，R模 型创建功能模块比较简单。插件由对话框程序 stcclDB.py、框架与注册命令steel_plugins.py和建 模stee

11、l function.py三个Python程序文件构成。对话框为程序的交互界血，程序将输入数据传 递至框架及注册命令文件steel_plugins.py中的变 量，并将这些数据传递至主函数文件中相关变量。 主程序文件steel function.py在得到数据后整理并图2插件程序数据传递Fig.2 Figure of the plugins2. 2钢筋模型创建主函数文件钢筋模型创建主函数(steel_fbnction.py)首先 对得到对话框传入的数据进行甄别和预处理，然后 根据得到的部件名创建部件，再依据每行数据逐- 创建钢筋并组装实例。def stccl(Partnamc,filcnamc

12、,point):# (1)导入模块，建立必要变量 from abaqus import mdb from abaqusConstants import THREE D, DEFORMABLEBODY,ON,CARTESIAN import partimport string current_Models=mdb.models.keys() current_Models.sort() model_name=current_Models 0 J part_name=Partname+,_lines_, instance_ name=part_ name+ 1 linelist=,temp,xyz=

13、, x=0.0,y=0.0,z=0.0,N=len(point)# (2)整理由对话框中表格中传输来的数据 ifpoint!=:for i in range(len(point):for j in range( len(po inti):ifpointij!=ff:xyz=pointij.split(7)if len(xyz)=3:if(xyz0!=H)or(xyzl!=n)or(xyz2!=H):x=float(xyz0)y=float(xyzl) z=float(xyz2) temp.append(x,y,z) linelist.append(temp)# (3)建立钢筋部件p=mdbjn

14、odeIsmodel_namePart(name=part_na me,dimensionality=THREE_D,type=DEFORM ABLE_BODY) #创建部件p.DatumPointByCoordinate(coords=(0,0, 0.0, 0.0)#创建参考点#依据钢筋的个数开始循环逐个画出钢筋for i in range(len(linelist):temp=linelistiJOJJfor j in range(len(linelisti)-1): iflinelistij!= linelistij+l: temp.append(linelisti j+1 ) p.Wi

15、rePolyLine(points=temp,mergeWire=ON, meshable=ON,smoothClosedSpline=ON) #以直线形式创建钢筋#(4)装成实例assembly=mdb.modelsmodel nameJ.rootAssembly assembly.DatumCsysByDefault(CARTESIAN)assembly.Instance(name=instance_name, part=p,dependent=ON)2. 3对话框程序函数钢筋插件对话框类在由AFXDataDialog派生得 到，在其基础上加入文本编辑框、文件打开编辑框、导入数据按钮、数据

16、输入表格、演示图片控件。下对程序主要语句作以简单说明。#程序文件顶部首先导入必要的模块及变量。from abaqusConstants import *from abaqusGui import *import osthisPath = os.path.abspath(_file_)thisDir = os.path.dirname(thisPath)class seetlDB(AFXDataDialog):#通过继承AFXDataDialog派生出新的对话框类ID INPUT2,=range(AFXDataDialog.ID_LAST,AFXDataDialog. ID_LAST+1)def

17、 _init_(self form):AFXDataDialog._init_()self.form=f()rmFXMAPFUNC(self, SEL_COMMAND, self .IDNPUT2,seetlDB.Filetotab) self.Partname=AFXTextField(p=HFrame 2, ncols=12, labclTcxt=Partnamc:； tgt= form.PartnameKw, seI=0) from rsg.rsgGui import RsgFileHandler #打开文件功能设置HleHandler = RsgFileHandler(form, fi

18、le namc All files广txt)J fileTextHf = FXHorizontalFrame()self.filename=AFXTextField() FXButton(p= fileTextHf, tgt=fileHandler,) #打开文件功能函数#从文件导入数据按钮功能(略) #表格定义与设置功能函数gb = FXGroupBox(VFrame 1, steel points,)# 组框self.table = AFXTable(gb, 10, 6, 60, 40, form.pointKw,0, AFXTABLE_EDITABLE |LAYOUT_F1LL_X)#由

19、基类定义一个40行60列的表格 sclf.tablc.sctPopupOptions( )#右键菜单self.table.setLeadingRows( 1) selftable.setLeadi ngCo 山 mns( 1) self.table.setColuinnWidth(l, 140)； self.table.setColumnType( 1, AFXTable. TEXT) self.table.setLeadingRowLabels(,I(x,y,z) r) selftable.setStretchableColumn( selftable.get NumColumns()-l

20、)#设置展示的图片pictugb = FXGroupBox(VFnime_l, n , LAYOUT_F【LL_Y|FRAME_GROOVE)#设置图片显示区域fileName = os.path.join(thisDir, fsteel.bmp1) a=afxCrcatcBMPIcon(filcNamc) FXLabel(p=pictugb,text-ic=a)2. 4注册函数文件Steel_plugin. py该文件的功能是完成插件的注册。文件中首先 通过继承AFXFonn定义一个新的应用程序框架类。 初构函数主要完成数据接收与传递等工作，以及命 令函数处理。from abaqusGui

21、import *from abaqusConstants import ALL辅品资料精品资料辅品资料精品资料from picture import steel_p #图标函数import osutils, os#应川程序框架class sectl_plugin(AFXForm):def_init_(self, owner): #初始函数定义 AFXForm._init_(self owner) self radioButtonGroups = #建立命令连接 将插件与主函数文件建立连接AbaqusToolsartAbout Plug-insTools I Plug-ins Help Tool

22、boxesSSteelLJvl| FartBox_grider bridge 图3菜单注册效果Fig.3 Fig of the menuselfcmd = AFXGuiCommand(mode=self) method=,steelobjectName=steel_function registerQuery=False)pickedDefault =1self. Partname Kw = AFXStringKeyword(self.cmd, Partname； True,)self.filenameKw = AFXStringKeyord(self.cmd, filename； True,

23、 M)self.pointKw = AFXTableKeyword(selfcmd, rpoint True,Or 1 ,AFX1ABLE_TYPE_ STRING)一 一#为对话框屮个控件建立传递和保持数据的变 量，并将这些变量传递给主函数文件def gctFirstDialog(sclf): #获取对话框函数import seetlDB self.a=seetlDB.seetlDB(self) return self.a利用registerGuiMenuButton实现菜单注册。注 册前需要获得ABAQUS主函数的工作路径和插件 工具。# Register the plug-in # 注册

24、插件 aa=FXXPMIcon(getAFXApp(), steel_p) thisPath = os.path.abspath(_file_)#获取路径 thisDir = os.pcith.dirname(thisPath) toolset = getAFXApp()getAFXMainWindow(). getPIuginToolset() # 获取插件句柄#插件菜单注册.1.具条注册需耍一个图标，从Concrctc icon.py文件中导入图标concrctc tool,命名为icon。toolset.registerGuiToolButton(rBridges #工具条名称objec

25、t=seetl_plugin(toolset),buttonText=,tBox_grider bridgeSteelkernel InitSting=import steel function；icon=aa,version- 1.0author=, N/A applicableModules=ALL, description-N/AhelpUrl=N/A?用rcgistcrGuiToolButton函数将插件注册为 Plug-ins菜单下Toolboxes下的Bridges工貝条。注册效果如图4。点击Bridges就可弹出Bridge T具条。其屮图标冒为本次定义的按钮。AbaqusBox

26、_gri der bri dge ToolsartExamplesAbout Plug-insToolboxesBri dgesTools I Plugins Help图4工具条注册Fig.4 Fig of the toolbartoolset.rcgistcrGuiMcnuButton(buttonText-Boxgrider bridge|Steel object=seetl_plugin(toolset),messageId=AFXMod e.ID ACTIVATE,iconaakernellnitStrinimpor t steel_function applicableModulcs

27、=ALL, vcrsion=,N/Aauthor=,N/A3插件使用实例图中显示为变截而箱梁桥顶板与腹板中的预 应力钢筋，该部件冇24根钢筋，每根钢筋4个关 键点。输入完毕后点击确定键程序白动完成模型创 建。description=,N/A helpUrl=,N/A)图5实例模型Fig.5 Model of the steel通过以上代码将插件注册为ABAQUS主界血Plug-ins菜单中的Box grider bridge子菜单的 Modeling命令。效果如图3。辅品资料精品资料4结论笔者基于ABAQUS二次开发功能创建了钢筋辅品资料精品资料空间线型快速建模插件。与文献1相结合实现了箱 型

28、桥梁三维实体加筋有限元模型的快速创建。为苴 有限元分析提供帮助。参考文献(References):1 王家林非节点连接冇限元理论及其软件实现D重庆:重庆人学土 木工程学院,200&2 李平,壬家林预应力钢筋混凝土构件冇限元模拟方法对比卩重庆交 通大学学报:自然科学版,2010.29(1):27-30.Li Ping.Whng Jialin.Comp;irison of EEM simulation methods of pre sire sscd reinforced concrete mcmbcrsJ Journal of Chongqing Jiaotong University,20l 0*29( I ):27-30.3 王家林，李平.ABAQUS箱型桥梁的GUI二次开发卩車庆交通大学学