matlab-python修改ABAQUS的inp计算文件

太过爱你忘了你带给我的痛 2022-12-17 14:52 238阅读 0赞

# python修改ABAQUS的inp计算文件 #

这里的函数可以与上一个博客[Matlab-python-ABAQUS数据交互及联合使用][Matlab-python-ABAQUS]的函数接口相互配合和集成，实现matlab与Abaqus进行联合仿真计算，大体思路如下图所示。  
![在这里插入图片描述][20201024005614498.png_pic_center]

因此这里matlab和python各写一个接口函数，实现对数据的处理。

## matlab函数 ##

function modify(Path,InpFile,NewData)
    %modify.m
    %libing403,2017-05-09
    ReqFile=[Path,'\modify.txt'];
    fid=fopen(ReqFile,'wt');
    %把需要修改的inp文件和新数据文件的文件名、路径写入modify.txt
    fprintf(fid,'%s,%s.inp,%s.txt',Path,InpFile,NewData);
    fclose(fid);
    system('abaqus cae noGUI=inpmodify.py');%调用python脚本修改inp数据
    end

这里的参数(Path,InpFile,NewData)可以由matlab主程序传递过来，语句

system('abaqus cae noGUI=inpmodify.py')

实现调用修改inp文件的python脚本，脚本文件名为inpmodify.py。下面给出该脚本的实现。

## python脚本 ##

首先说明要如何修改inp中的具体什么数据。我这里inp文件abaqus-inpfile.inp包含以下一段数据，其中关键字"\*Permeability, specific=1.\\n"，包括换行符‘\\n’。这是指定材料的渗透系数以及比重，关键字后面的28行数据指定了渗透系数随孔隙比的变化，需要替换为新的数据，共有28行数据。而且我准备了新的28数据，保存在NewData.txt文件中。

abaqus-inpfile.inp文件内容

...  
         101200., 0.149577, ,  19.7647
         28977.5, 0.147995, ,  24.2025
    *Permeability, specific=1.
       1.605e-12,   1.
     5.24399e-12,  1.5
     1.21474e-11,   2.
     2.33056e-11,  2.5
     3.96889e-11,   3.
     6.22521e-11,  3.5
      9.1937e-11,   4.
     1.29675e-10,  4.5
     1.76387e-10,   5.
     2.32988e-10,  5.5
     3.00384e-10,   6.
     3.79474e-10,  6.5
     4.71152e-10,   7.
     5.76307e-10,  7.5
     6.95821e-10,   8.
     8.30574e-10,  8.5
     9.81439e-10,   9.
     1.14929e-09,  9.5
     1.33498e-09,  10.
     1.53939e-09, 10.5
     1.76336e-09,  11.
     2.00776e-09, 11.5
     2.27344e-09,  12.
     2.56125e-09, 12.5
     2.87203e-09,  13.
     3.20664e-09, 13.5
      3.5659e-09,  14.
     3.95066e-09, 14.5
    *User Defined Field
    *Material, name=Material-2
    *Elastic
    ...

NewData.txt的数据：

1.605e-12,   1.
     1.24399e-12,  1.5
     1.21474e-11,   2.
     1.33056e-11,  2.5
     1.96889e-11,   3.
     1.22521e-11,  3.5
     1.1937e-11,   4.
     1.29675e-10,  4.5
     1.76387e-10,   5.
     1.32988e-10,  5.5
     1.00384e-10,   6.
     1.79474e-10,  6.5
     1.71152e-10,   7.
     1.76307e-10,  7.5
     1.95821e-10,   8.
     1.30574e-10,  8.5
     1.81439e-10,   9.
     1.14929e-09,  9.5
     1.33498e-09,  10.
     1.53939e-09, 10.5
     1.76336e-09,  11.
     1.00776e-09, 11.5
     1.27344e-09,  12.
     1.56125e-09, 12.5
     1.87203e-09,  13.
     1.20664e-09, 13.5
     1.5659e-09,  14.
     1.95066e-09, 14.5

根据要求，编写的python脚本如下

#! /user/bin/python
    #- -coding: UTF-8-*-
    #inpmodify.py
    # 本脚本的功能是修改ABAQUS inp文件
    #libing403，2017-5-7
    import time
    #读取inp文件的路径及文件名内容
    f=open('modify.txt','r')
    req=f.readline()
    f.close()
    req=req.split(',')
    InpFile=req[0]+'/'+req[1]
    NewData=req[0]+'/'+req[2]
    #读取inp文件内容
    fid=open(InpFile,"r")
    lines=fid.readlines()
    fid.close()
    #找出原来的数据行
    startstr="*Permeability, specific=1.\n"
    startIndex=lines.index(startstr)+1
    #28个行数据需要替换
    endIndex=startIndex+28
    #读入新数据
    fid=open(NewData,"r")
    newInp=fid.readlines()
    fid.close()
    print("%s"%newInp)
    #替换原来的数据行
    i=0
    for Index in range(startIndex,endIndex):
        lines[Index]=newInp[i]
        i=i+1
    #写入新数据，替换原来的数据
    fid=open(InpFile,"w")
    fid.writelines(lines)
    fid.close()
    #写入操作日志
    meg="inpmodify message:\n inp file modify successfully\n"
    fid=open("pylog.txt","a")
    fid.write('%s\n'%meg)
    fid.close()

## 应用例子 ##

有了上面的matlab函数modify.m和python脚本inpmodify.py，那么就可以在matlab主程序中调用它们来修改inp文件了。下面是一个例子，修改之前准备好的数据。

%example.m
    %libing403,2017-07-09
    clc
    %inp文件的路径
    Path='F:\security folder\ABAQUS WORKING\inversion_per';
    %inp文件名，不需要后缀名inp
    InpFile='abaqus-inpfile';
    %新数据的文件名
    NewData='NewData.txt';%需要后缀名txt
    modify(Path,InpFile,NewData);%调用函数修改inp文件
    showlogfile('pylog.txt');%显示python脚本运行的输出信息

其中showlogfile（）在我的另外一个博客[Matlab目录操作及fgetl函数][Matlab_fgetl]已有介绍。运行程序后，matlab窗口显示如下消息，表明inp文件修改成功了。

\[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-fviAb9l8-1603472147787)(image\\matlab窗口显示pylog信息.png)\]

修改的inp文件中，渗透系数换成了新的数据，其他数据保持不变，如下

...   
       101200., 0.149577, ,  19.7647
         28977.5, 0.147995, ,  24.2025
    *Permeability, specific=1.
     1.605e-12,   1.
     1.24399e-12,  1.5
     1.21474e-11,   2.
     1.33056e-11,  2.5
     1.96889e-11,   3.
     1.22521e-11,  3.5
     1.1937e-11,   4.
     1.29675e-10,  4.5
     1.76387e-10,   5.
     1.32988e-10,  5.5
     1.00384e-10,   6.
     1.79474e-10,  6.5
     1.71152e-10,   7.
     1.76307e-10,  7.5
     1.95821e-10,   8.
     1.30574e-10,  8.5
     1.81439e-10,   9.
     1.14929e-09,  9.5
     1.33498e-09,  10.
     1.53939e-09, 10.5
     1.76336e-09,  11.
     1.00776e-09, 11.5
     1.27344e-09,  12.
     1.56125e-09, 12.5
     1.87203e-09,  13.
     1.20664e-09, 13.5
     1.5659e-09,  14.
     1.95066e-09, 14.5
    *User Defined Field
    *Material, name=Material-2
    *Elastic
    ...

## 小结 ##

这里的接口函数具有一定的通用性，只需修改相关的参数可以适用于类似的情况。其中inpmodify.py脚本则要根据不同的关键字以及需要替换的数据行进行修改，通用性没那么强。这里的函数以及之前两篇博客（[Matlab目录操作及fgetl函数][Matlab_fgetl]，[Matlab-python-ABAQUS数据交互及联合使用][Matlab-python-ABAQUS]）的函数，可以用来实现Abaqus与matlab之间的数据交换，可以在matlab方便使用一些优化算法，同时利用ABAQUS的有限元建模和计算的强大功能，实现参数反演估计，结构迭代，优化等研究。

当然实现matlab与ABAQUS的数据交互还有很多其他方法。例如一个国外学者George Papazafeiropoulos使用编写了matlab工具箱Abaqus2Matlab，可以读取ABAQUS的各种输出结果，还是很不错的。不过需要花一定时间去掌握如何使用，也有可能不符合自己的期待的功能，好像没有通过matlab进行修改inp文件或者操控ABAQUS的功能。

强大功能，实现参数反演估计，结构迭代，优化等研究。

Abaqus2Matlab下载地址http://cn.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/54919-abaqus2matlab?focused=7197271&tab=example

[Matlab-python-ABAQUS]: http://blog.csdn.net/libing403/article/details/71434546
[20201024005614498.png_pic_center]: /images/20221122/deea3d130fda430b91aed7569e03c84f.png
[Matlab_fgetl]: http://blog.csdn.net/libing403/article/details/71403025