基于CAE分析结果的ODB文件生成方法

技术领域

本发明属于计算机辅助设计技术领域，具体涉及基于CAE分析结果的ODB文件生成方法。

背景技术

CAE，又称计算机辅助工程，是指借助计算机通过有限单元法对复杂工程或产品结构进行数值分析、强度与寿命评估、优化设计、运动\动力学仿真等问题的一种近似数值计算方法。现已成为分析大型工程结构的强有力手段。近年来CAE软件也渐渐走进国内企业，但是工程师学习相应的CAE软件后处理操作往往需要大量的时间成本，影响工程师的操作效率，并且相关的后处理模块相对较为简单，无法满足工作需求。

发明内容

针对上述CAE软件后处理带来的一些问题和不足，本发明提供了基于CAE分析结果的ODB文件生成方法，目的是为了解决工程师学习相应的CAE软件后处理操作往往需要大量的时间成本，影响工程师的操作效率，并且相关的后处理模块相对较为简单，无法满足工作需求的技术问题。

本发明提供了基于CAE分析结果的ODB文件生成方法，具体技术方案如下：

基于CAE分析结果的ODB文件生成方法，包括如下步骤：

S1，利用CAE软件进行建模，设置工况的场输出和历史输出，并进行分析，获得分析结果；

S2，对步骤S1的分析结果的收敛性进行判断，如果分析结果收敛，导出模型文件和分析结果文件；如果所述分析结果不收敛，返回步骤S1，对求解模型参数进行调整，直至分析结果收敛；

S3，对步骤S2中导出的模型文件，通过python语言提取所述模型各部件的单元信息以及节点信息，并将所述单元信息以及节点信息分别存储在以各部件名命名的txt文件中；

S4，通过Abaqus软件新建输出数据库对象，并对应创建空部件对象；

S5，将步骤S3中提取的各部件的单元信息以及节点信息添加到步骤S4的空部件对象中，并对应创建部件实例；

S6，对步骤S4的输出数据库对象创建分析步，并通过python语言从步骤S2的分析结果文件中提取步骤S1中输出需求的数据信息，并添加到所述输出数据库中；

S7，在Abaqus软件中，运行本脚本，生成ODB文件。

在某些实施方式中，步骤S4中，新建输出数据库对象的方法如下：

(1)利用Abaqus软件python端口的输出数据库构造函数Odb()，odb＝Odb(name＝'contact', analysisTitle＝”,description＝”,path＝'.odb')，创建一个空的输出数据库对象；

(2)使用部件构造函Part()，part1＝odb.Part(name＝”,embeddedSpace＝THREE_D, type＝DEFORMABLE_BODY)，向将步骤S3中提取的各部件添加步骤(1)中的odb对象中，并指定零部件的类型。

在某些实施方式中，步骤S5中，分别读取步骤S3中生成的txt文件,将各部件的节点信息以节点编号和节点坐标为一组，分别存放在以部件名打头的临时的元组中。元组的形式如： ((1,0,0,0),(2,1,0,0),(3,1,1,0)...)，其中(1,0,0,0)，1是节点编号，0,0,0是节点坐标。元组的名称如:Clip_nodedata，其中Clip是部件名称。将各部件的单元信息以单元编号和节点号为一组，分别存放在以部件名打头的临时的元组中。元组的形式如：((1,1,2,3,4,5,6,7,8),(2,1,3,5,7,9,11,13,15,)....)，其中(1,1,2,3,4,5,6,7,8)，1是单元编号，1,2,3,4,5,6,7,8是组成单元的节点编号。元组的名称如：Clip_elementdata，其中Clip是部件名称。使用节点信息添加函数addNodes()和单元信息添加函数addElements()向各部件中添加对应的节点信息以及单元信息；并使用部件实例构造函数Instance()创建部件实例。

在某些实施方式中，步骤S6中，通过odb1＝openOdb()语句读取读取步骤S2中的分析结果文件，并通过stepnum＝len(odb1.steps.values())判断分析步step的数目，采用for循环，依次获取各分析步所包含的帧数并添加到临时列表中；采用for循环嵌套的形式依次遍历每一个分析步的每一帧，提取其中各部件单元积分点处的场输出数据，在外层for循环内利用分析步构造函数Step()，创建相应的分析步，并在内层for 循环内利用数据添加函数addData()添加提取出的各帧的场输出数据；外层for循环内提取选定区域内的ALLIE、ALLAE、ETOTAL、NT11等历史输出数据，并利用数据添加函数addData()添加选定时间段的历史输出数据。

在某些实施方式中，步骤S6中，所述场输出数据为应力值、节点处的位移值、节点处的约束反力、接触面处节点处的接触压强和接触面处节点处的接触反力中的一种或多种。

本发明具有以下有益效果：(1)本发明基于Abaqus的脚本接口，转化效率高，稳定性好，便于后续开发；

(2)对于CAE工程师来说，可以保留原有的工作习惯，提高工作效率。且不需要花费大量的时间成本学习新的后处理操作方式；

(3)为后续其他形式的CAE结果文件转化成ODB格式文件提供可靠的接口与算法基础，减少了软件研发的成本。

附图说明

图1是本发明基于CAE分析结果的ODB文件生成方法的流程图；

图2是CAE软件生成的场输出结果；

图3是实施例1基于CAE分析结果的ODB文件生成方法生成的场输出结果；

图4是CAE软件生成的历史输出结；

图5是实施例1基于CAE分析结果的ODB文件生成方法生成的历史输出结果。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图1-5，对本发明进一步详细说明。

实施例1

本实施例中，以卡扣-配合仿真为例，具体实施方式如下：

S1，模型由Clip和Holder两个部件组成，对两个部件进行装配，并赋予相应的截面属性。设置一个 Static，General分析步，打开几何非线性。约束Holder三个方向的自由度，约束Clip y和z方向的自由度，并给Clip一个x方向6.1单位的位移。设置输出各部件的应力值、节点处的位移值、节点处的约束反力、接触面处节点处的接触压强和接触面处节点处的接触反力。提交作业，完成求解，获得分析结果

S2，对步骤S1的分析结果的收敛性进行判断，将求解完成后生成的模型文件以及具有收敛性的分析结果文件提取出来，放在英文路径的文件夹下。读取文件夹中的模型文件，根据模型文件的特征，利用 python读取Clip部件的节点信息以及单元信息，将节点信息存储在Clipnodedata.txt文件中，将单元信息存储在Clipelementdata.txt文件中。同理将Holder部件的节点信息存储在Holdernodedata.txt文件中,将单元信息存储在Holderelementdata.txt文件中。

S3，通过Abaqus软件自带的python接口，输出数据库构造函数Odb()创建一个空的输出数据库odb，使用部件构造函数Part()分别创建Clip部件和Holder部件，指定零部件的类型，使其添加到刚创建的odb 对象中。

S4，读取存储Clip部件和Holder部件的节点信息以及单元信息的txt文件，将部件Clip和Holder的节点信息以特定形式如：((1,0,0,0),(2,1,0,0),(3,1,1,0)....)分别存放在Clip_nodedata、Holder_nodedatda的元组中，同理将部件Clip和Holder的单元信息以特定形式如：((1,1,2,3,4,5,6,7,8),(2,1,3,5,7,9,11,13,15,)...)分别存放在Clip_elementdata、Holder_elementdatda的元组中。使用节点信息添加函数addNodes()和单元信息添加函数addElements()分别向刚创建的Clip部件和Holder部件添加各自的节点信息以及单元信息。并使用部件实例构造函数Instance()创建部件实例。

S5，读取结果文件，判断实例中分析步step的数目，以及各分析步包含的frame数，为后续创建新的分析步做准备。采用for循环嵌套的形式，依次提取每一个分析步中各帧Clip部件和Holder部件的单元积分点处的应力值S、节点处的位移值U、节点处的约束反力RF、接触面处节点处的接触压强CPRESS、接触面处节点处的接触反力CNORMF等场输出数据，在外层for循环内利用分析步构造函数Step()创建相应的分析步，并在内层for循环内利用数据添加函数addData()添加提取出某分析步各帧的场输出数据。在外层for循环内提取装配体区域内的ALLIE、ALLAE、ETOTAL、NT11等历史输出数据，并利用数据添加函数addData()添加相应时间段的历史输出数据。

S6、打开Abaqus cae软件，依次点击File->Run Script,选择本脚本，点击Run，脚本完成后，便可将其他类型的CAE结果文档转化成ODB文档。在Abaqus cae中点击open,选择odb类型，点击刚生成的ODB 文档，使用Abaqus cae的后处理模块，将原始的结果文档和转化生成的ODB文档进行对比。可以发现初始定义的各项输出，结果完全相同。

上述仅本发明较佳可行实施例，并非是对本发明的限制，本发明也并不限于上述举例，本技术领域的技术人员，在本发明的实质范围内，所作出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。