基于PYTHON的ABAQUS后处理开发

使用Python扩展ABAQUS进行高级后处理与分析能力

随着现代工程技术的发展，ABAQUS作为一款高度通用的非线性有限元分析软件，因其强大的材料模型库和单元库，在工程分析领域广受推崇。然而，即使ABAQUS提供了丰富且全面的CAE模块来完成基本的前处理设置、分析和结果后处理，实际应用中，在分析过程中所需要的数据超越了现有的后处理功能时，我们可能会面临局限。这就需要我们探索新的途径，来扩展ABAQUS的后处理功能，以满足更复杂的数据分析需求。本文将探讨通过Python语言对ABAQUS进行二次开发的方法，以实现对分析结果数据的更深层次处理和利用。

引言

ABAQUS，作为一款标准的大型通用有限元分析软件，能够在多种工程领域提供高度精确和可靠的分析服务。其内置的CAD环境，提供了统一且简洁的用户界面，涵盖了模型创建、提交、监控以及结果评估的全过程。Python作为一种简单易学、功能强大的高级编程语言，因其高效的高级数据结构以及面向对象编程的特性，使得Python能够与ABAQUS软件无缝集成，通过API接口提供高级的功能扩展。

通过集成Python脚本语言到ABAQUS中，不仅可以自动化重复性的工作、高效地管理和访问大型数据库，还能实现复杂的算法处理和分析，生成高度定制化的结果输出。本文将具体说明ABAQUS脚本接口及其对象模型在二次开发中的重要性，包括文件读写与复制、数据读取与处理、结果输出与查看等关键技术，并以共轨管锥面密封性分析为例，详细阐述如何使用Python提取算法中的结果数据，并将这些结果用于后续的开发流程中。




1. ABAQUS、PYTHON接口程序

ABAQUS的二次开发得益于其脚本接口的支持，这使得Python能够作为ABAQUS的扩展语言，通过调用预定义的库函数，增强ABAQUS的交互性和功能。通过集成脚本语言Python，ABAQUS 提供了丰富的运算库和高效的运算能力，允许开发更为复杂和高性能的分析应用。

2. 实现的关键技术


文件的读写与控制

对于数据分析，首先可能需要访问AIRIS（ABAQUS结果数据库系统）。通过Python与OdbAccess模块的交互，可以实现对计算结果数据库的二次开发，包括读取.dat和.fil文件中的数值数据，以及复制指定的子文件至特定文件路径。

数据的读取

读取ABAQUS存储的数据是一个关键步骤。Python代码通过ABAQUS的脚本接口可以访问数据库中的内容，这两部分技术结合，使得确定数据路径、引用数据库变量或特定数据对象（如位移、应力或温度）成为可能。

数据的处理

提取的数据可以进一步使用Python强大的数学和统计库进行处理和分析。这包括传统的数学计算、数据可视化、建模和预测等，以生成符合需求的分析结果。

数据的输入

将处理后的结果作为新模型的初始条件加载，从而实现连续分析的需求。通过创建新的ABAQUS输入文件，引用前一步骤的输出作为下一步分析的原始数据，确保分析流程的连续性和数据的流动性。

3. 应用举例：共轨管密封性分析

以高压共轨系统中出油孔锥形面密封有效性的分析为例。首先，建立简化模型并评估预紧过程。通过计算锥形面与管接头之间的分离力，预定义分布载荷作用于螺母结合面，确保管接头外表面与共轨管锥面形成紧密密封。通过Python后处理程序提取预紧稳定状态下的三维组件节点位置，更新分析模型中的节点坐标，并模拟螺纹预紧后的锥形接触面状态，从而实现管接头的预紧模型化，得到模型中的初始接触压力，确保油路密封有效性评估。