一劍雙刃：讓CAE如虎添翼的ABAQUS+Python

前 言

隨著電腦效能的高速發展，有限元素分析作為工程應用領域的重要方法，在許多企業尤其是製造業中獲得了廣泛的應用。每一個成功的設計都離不開有限元素分析的資料支援，它能確保輕便、穩定、高效和安全的設計。

電腦技術和商業有限元素分析軟體的迅速發展，直接推動了有限元素分析在設計中的使用。目前工業界常用的Abaqus、ANSYS 等軟體無論在介面好用性還是求解器效率方面都愈趨成熟，工程師可以迅速地借助軟體實現分析工作。隨著設計活動對有限元素分析的需求越來越大，有限元素分析也變得越來越正常，分析工作也越來越繁重。對企業來說，與其增加資源（人力財力）來滿足日益增長的分析需求，不如想辦法訂製自動化分析流程，幫助使用者加強分析的效率。

Abaqus 軟體為使用者提供了這樣的可能——使用Python 指令碼語言實現分析的自動化。利用它使用者可以簡化某些重複性操作，訂製特定的分析流程以加強工作效率，甚至於進一步和其他軟體結合使用擴充Abaqus 的使用場景。本書中作者結合自己幾年的Abaqus 使用經驗，採用語言API 說明+ 實例說明的方法來介紹Abaqus/Python 使用過程中比較有意思的一些基礎知識，希望能幫助讀者進入Abaqus/Python 的領域。

本書程式可以至本公司官網http://www.topteam.cc 下載，如果在閱讀時出現問題，也可以發郵件給我們，電子郵件是iCAX@dozan.cn。

本書的撰寫過程獲得了許多朋友和前輩的支援，如石亦平博士、沈新普教授、梁琳站長、隋洪濤總經理、高紹武博士、姚新軍先生、陳瑋先生等，在此一並謝過。

由於作者水準有限，本書難免有錯誤和不足之處，懇請讀者批評指正，以供今後修訂時參考。

前 言

隨著電腦效能的高速發展，有限元素分析作為工程應用領域的重要方法，在許多企業尤其是製造業中獲得了廣泛的應用。每一個成功的設計都離不開有限元素分析的資料支援，它能確保輕便、穩定、高效和安全的設計。

電腦技術和商業有限元素分析軟體的迅速發展，直接推動了有限元素分析在設計中的使用。目前工業界常用的Abaqus、ANSYS 等軟體無論在介面好用性還是求解器效率方面都愈趨成熟，工程師可以迅速地借助軟體實現分析工作。隨著設計活動對有限元素分析的需求越來越大，有限元素分析也變得越來越正常，分析工作也越來越繁重。對企...

第一部分 引言
第1 章 Abaqus 延伸開發簡介
1.1 為什麼是Python
1.2 Python、FORTRAN 與Abaqus
1.3 基於Python 延伸開發
第2 章 Python 能力確認
2.1 測試程式
2.2 程式執行結果
第3 章 指令稿的執行與開發環境
3.1 Abaqus 中指令稿的執行
3.2 選擇自己的Python 開發環境
第二部分 Python 基礎
第4 章 Python 資料類型與運算符號
4.1 基底資料型態
4.2 串列、元組和字串
4.3 字典
4.4 集合
4.5 運算符號
第5 章 運算式和流程控制
5.1 運算式和程式執行流程
5.2 分支敘述if-else
5.3 循環敘述
5.4 中斷和退出
5.5 特殊敘述pass
第6 章 函數
6.1 定義函數
6.2 函數中的參數傳遞與呼叫方法
6.3 幾個特殊的函數關鍵字
第7 章 物件和類別
7.1 物件
7.2 類別
7.3 模組和套件
第8 章 檔案和目錄
8.1 檔案讀寫操作
8.2 目錄操作
8.3 檔案的壓縮和備份
8.4 綜合實例
第9 章 例外處理
9.1 Python 中常見的例外
9.2 自訂例外
9.3 使用例外
9.4 再看例外處理的作用
第10 章 常用Python 擴充模組介紹
10.1 NumPy 和高效資料處理
10.2 SciPy 與數值計算
10.3 Matplotlib 和圖表繪製
10.4 Xlrd/xlwt 與讀寫Excel
10.5 Reportlab 和PDF
10.6 聯合使用類別庫
第11 章 Python 程式設計中的效率問題
11.1 時間成本最佳化
11.2 空間成本最佳化
第三部分 Abaqus/Python 基礎
第12 章 Abaqus Script 入門
12.1 GUI 操作Vs rpy 指令稿記錄檔
12.2 對指令稿進行簡單的延伸開發
第13 章 Abaqus/Python 基礎
13.1 Abaqus/Python 中的資料類型
13.2 Abaqus/Python 的物件的存取和建立
13.3 Abaqus/Python 中的主要物件概況
第14 章 Session 物件的使用
14.1 Viewport 及其相關物件
14.2 Path 物件
14.3 XYData 物件
14.4 XYCurve 和XYPlot 物件
14.5 writeXYReport 和writeFieldReport 函數
第15 章 Mdb 物件的使用
15.1 Model 類別與有限元素模型的建立
15.2 Job 指令
第16 章 Odb 物件的使用
16.1 Odb 物件中模類型資料
16.2 Odb 物件中結果資料的讀取
16.3 Odb 資料檔案的寫入
第17 章 幾個常見問題
17.1 幾何和網格元素的選擇
17.2 幾何元素的特徵操作
17.3 具有集合性質的物件
17.4 監測工作執行過程和結果
17.5 互動式輸入與GUI 外掛程式
第四部分 應用實例
第18 章 懸鏈線問題
18.1 懸鏈線的方程式
18.2 利用Abaqus 分析懸鏈線曲線特徵
第19 章 扭力彈簧的剛度
19.1 扭力彈簧的理論分析公式
19.2 利用Abaqus 分析扭力彈簧
19.3 結果比較
第20 章 圓角處網格研究
20.1 帶孔薄板
20.2 台階板倒角處的應力
第21 章 最佳化問題
21.1 水下圓筒的抗屈曲設計
21.2 過盈配合設計
21.3 筆蓋的插入力的確定
第22 章 分析之間的資料傳遞
22.1 資料傳遞方法之InitialState
22.2 資料傳遞方法之Map solution
第23 章 Python 和副程式
23.1 Fortran 基本用法
23.2 Python 處理副程式的一般方法
23.3 實例：Dload 動態軸承酬載
23.4 實例：以Dflux 為基礎的焊接熱分析

第一部分 引言
第1 章 Abaqus 延伸開發簡介
1.1 為什麼是Python
1.2 Python、FORTRAN 與Abaqus
1.3 基於Python 延伸開發
第2 章 Python 能力確認
2.1 測試程式
2.2 程式執行結果
第3 章 指令稿的執行與開發環境
3.1 Abaqus 中指令稿的執行
3.2 選擇自己的Python 開發環境
第二部分 Python 基礎
第4 章 Python 資料類型與運算符號
4.1 基底資料型態
4.2 串列、元組和字串
4.3 字典
4.4 集合
4.5 運算符號
第5 章 運算式和流程控制
5.1 運算式和程式執行流程
5.2 分支敘述if-else
5.3 循環敘述
5.4 中斷和退出
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