ABAQUSpython編程接觸關系的建立、查找find-contacts()、觀察

1、ABAQUSpython編程接觸關系的建立、查找find_contacts（）、觀察模型看似形狀簡單，但是所需要建立的接觸對卻非常多，共有20個6接觸對。如果按照把腳本記錄語句拷貝來完成，則腳本代碼會非常長（根據(jù)aas記錄，多達兩萬多行語句。因為腳本代碼最終還是一個一個地建立相應的接觸對，如前言部分例子所示）。雖然可以通過界面操作方式下的通用接觸對查找來進行，但往往接觸對的檢查、確認工作量較大。而且當模型需要改變時，該接觸對就無效了。很多人的模型不收斂或者計算時間非常長，很多時候問題均出在接觸對的設置上。下面詳細介紹本人自行編寫的通用接觸對相關的函數(shù)。這些函數(shù)可以使接觸對的建立簡單易行。接觸對

2、的通用查找函數(shù)find_contacts（）的介紹函數(shù)原型如下。master_parts=,slave_parts=_st=sae_set=,baseOn=onon=norop=Frictionlessastslavestdeffind_contacts(action=tiests=,slave_insts=,mastets,find,byseed=no該函數(shù)根據(jù)不同的設定條件自動查找接觸對，并生成相應的接觸對。find_contacts（）的默認形式為建立tie也可以設置默認為contact。即find_contacts（action二contact）。由于篇幅有限，本文不再列出該函數(shù)的具體

3、內(nèi)容。基本原理：已知一個實例（稱為asinst的一個面（asfac，要查找與其相配對接觸的另一個實例（稱為atinst的配對面（atfad,主要有兩種方法：一種是find的方法（最底層的操作是findt（函數(shù)）；另外一種是sac的方法（已知范圍、方向、形狀等，查找符合此特征的所有面）。第一種方法又可以細分為兩種方法：粗查和細查。這些方法描述如下。）粗查法。根據(jù)bsef的eoint,n利用自帶的findt函數(shù)查找mtef圖。假如這兩個inst的交界處剖分合理titiO也可保證有足夠多的接觸單元，和建立良好的接觸關系，有利于收斂，通常都能找到mtef。findontts函數(shù)中，稱這種方法為meth

4、od=find,byseed二no。但有時bsef的2ointn不一定落在mtef上e導致該bsef找不到其mtef。如下所示。這種方法可適用于平面和曲面的接觸面。細查法。這種方法在方法的基礎上作了改進。即在bsef上布置很多點seeds,包含ointn圖，這些點總有一個點落在mtef上。只要有一個點落在mtef上，這個mtef就e戈到了。當然，一個bsef也有可能找到多個mtef布點方案如下所示，可以有多種，如六點法和十點法。這種方法在find_contacts函數(shù)中稱為method二find,byseed二yes。很顯然，布點越多，就越能找到mateface，但運行時間就會增加。這種方法適

5、用于平面（平行于坐標平面或者傾斜）的接觸面。）search方法（或稱cross-range方法）。首先，一個mateface的范圍,y,和其它特征（法線方向、形狀、曲率半徑等）可獲知，再根據(jù)自行編寫的face_select）函數(shù)，在mateinst中搜索。這種方法需要檢查mateinst的所有面，判斷每一個面是否與baseface有交集（即交疊）。若有則選中。這種搜索方法精度最高，但該baseface最好是平行于坐標軸平面的面。在這種要求下，兩個相接觸的面是相切的，而且相切面平行于坐標軸平面。在find_contacts函數(shù)中，這種方法被稱為method二search，與布點種子seed）無關

6、。如何獲得baseface可以在art中選擇某些面建立一些faceset。通常每個art的哪些面會參與接觸都是預先知道的，可以建立相應的faceset。這樣，在生成的instance中，也都繼承了這些faceset。具體到find_contacts函數(shù)的參數(shù)，可能有四種情形：1）.master_setandslave_set=.master_set=andslave_set.master_setandslave_set.master_set=andslave_set=前三種根據(jù)指定的aceset來查找，第四種根據(jù)asenS的每個aceset來查找。如果根本不提供aceset而且art也沒有創(chuàng)建

7、aceset則只能根據(jù)兩個實例的交集來尋找他們的接觸對。此時，要求這兩個實例的相切面是平行于坐標軸平面的。事實上，在建模過程中，建立ar!的aceset是很方便也很有必要的。因為的很多操作，除了建立接觸對之外，還有建立約束、對稱、施加載荷、以及模型觀察等都需要在set的基礎上操作。從某種意義上說，t面向?qū)ο蟮牟僮?，一種表現(xiàn)就是面向set的操作。所以，從根本上說，nd_contacts(l)數(shù)應用了兩種方法：)根據(jù)aceset來查找(參考引言部分的t腳本記錄語句，可以說操作下的通用接觸對的查找原理也是根據(jù)aceset來的)；)根據(jù)交集(cross-range)來查找。nd_contacts()|

8、數(shù)中，當利用acesets方法沒有查找到接觸對時，就會自動嘗試根據(jù)交集來查找；反過來，當利用交集方法沒有找到接觸對時，就會自動嘗試根據(jù)aceset來查找。目的都是為了找到接觸對。通常，在建立acese啲情況下，都能很快找到接觸對。由于篇幅所限，nd_contacts|()數(shù)的具體內(nèi)容摘錄如下。僅供參考。baseOn=baseOn.lower()ifbaseOn=master:base_insts=master_instsasearts=master_partsbase_set=master_setmate_insts=slave_instsmate_parts=slave_partsmate_

9、set=slave_setelifbaseOn=slave:base_insts=slave_instsbase_parts=slave_partsbase_set=slave_setmate_insts=master_instsmate_parts=master_partsmate_set=master_setaction=action.lower()byseed=byseed.lower()one_one=one_one.lower()iftype_of(method)=STR:method=methodif(findnotinmethod)and(searchnotinmethod):m

10、ethod.append(find)obj_names=ifbase_insts=ifbase_partsiftype_of(base_parts)=PAbase_parts=base_partsbase_insts=insts_ofpart(base_parts)orpartinbase_partsobj_names=obj_names+elifbase_setbase_insts=insts_byset(base_set)obj_names=base_setelifbase_insts=base_insts=a.instances.values()#a=mdb.modelsModel-l.

11、rootAssemblyobj_names=all_instancesifobnamesbaseOn=slave:obj_names=obj_names：-l+(slave)二else:obj_names=obj_names：-1+(master)二mate_insts=：mate_parts：type_of(mate_parts)=mate_parts=mate_partsmate_insts=insts_ofpart(mate_parts)orpartinmate_parts：obj_names=obj_names+elifmate_setmate_insts=insts_byset(ma

12、te_set)obj_names=obj_names+mate_setelifmate_insts=：mate_insts=a.instances.values()obj_names=obj_names+all_instancesifobj_nameslobj_names=obj_names:1insnames=foinst1inbase_inss:oian獲取實例的空間范圍forinsinmae_insts:ifinsnamenoininsaninsaneinsnameoianinsifaioniee

13、nonsainonieelifaionontaota=lenm.inionsont_fun=s2sontaiation=tie#ont_是一個函數(shù)名變量iation=tie#ont_是一個函數(shù)名變量cont_func=s2sti指#向建立tie關系即onstraint的ss_tie函數(shù)elifaction=contact:cont_func=s2sonta扌旨向建立onta關系即interation)ss_ontat函數(shù)。#itationibase_set=mate_set=ifsetsinmethodsets_tried=Trueorinst1inbase_instspart二_m.part

14、sinstl.partName#_m=mdb.modelsModel-lorsetnameinpart.sets.keysifsetname0:3=iation=tie#ont_是一個函數(shù)名變量iation=tie#ont_是一個函數(shù)名變量iation=tie#ont_是一個函數(shù)名變量iation=tie#ont_是一個函數(shù)名變量ound=alseof,instname查#找獲取的空間范圍獲取與的交集of,instnamename=action:3+_+setnameprefix+len(inst1.partName)+1:+(m)/+created=cont_func(master_inst

15、=inst1,slave_inst=inst2,name=name,msprop=prop)elifbaseOn=slave:name=action:3+(m)/++setnameprefix+len(inst1.partName)+1:created=cont_func(master_inst=inst2,slave_inst=inst1,name=name,msprop=prop)ifcreated:find_num=find_num+1printnum=,find_num,findbybase_instsfaceset:,fc_xxxx/ifone_one=yes:#假

16、如一個實例只是跟另外一個實例而不是另外多個實例相接觸的話。breakifnotfound:printNomatefaceswasfoundinmateinstsbasedonsetname=,setname,ita5iOcross-rangemethod)iffind_numprintifsets_tried=TrueprintFailedbyfacesetsmethod.printTryingcross-rangemethod.cross_tried=Trueorinst1inbase_instsspace1=insts_rangeorinst2inmate_insts=continuesp

17、ace2=insts_rangecrossintersect(spacespace)獲取兩個實例之間的交集ifcrossFalserange_x,range_y,range_z,cross_type=crossifcross_typeat_tangentcontinueprintprintFindingmatefacesof,in,.iffindinmethod:faces1=face_select(inst1,x=range_x,y=range_y,z=range_z,external=True)faces1,faces2=faces_pair(faces1,inst1,inst2,meth

18、od=find,byseed=byseed)elifsearchinmethod:faces1=face_select(inst1,x=range_x,y=range_y,z=range_z,external=True)faces2=face_select(inst2,x=range_x,y=range_y,z=range_z,external=True)iflen(faces1)0andlen(faces2)0:ifbaseOn=master:name=+(m)/+created=cont_func(master_inst=inst1,slave_inst=inst2,name=name,m

19、sprop=prop)elifbaseOn=slave:name=+(m)/+created=cont_func(master_inst=inst2,slave_inst=inst1,name=name,msprop=propifcreatedfind_num=find_numprintnum=,find_num,findbyflat_tangentcross-rangebetweentwoinstances:,從find_contacts函數(shù)的原型可知，該函數(shù)的使用是非常靈活的?？梢圆惶峁┤魏螀?shù)，也可以只提供部分參數(shù)。完全不提供任何參數(shù)時，所建立的部分接觸對的主從面或者類型（contact

20、或tie）可能需要更改，這和中的通用接觸的界面操作情況是一樣的。當提供參數(shù)時，所建立的接觸對通常不需要修改了。部分具體使用形式如下所示：nteractionsfind_contactstie,slave_parts=beam2,master_parts=beamfind_contactstie,slave_parts=beam3,beam,master_parts=beam2,methodcrossfind_contactsfind_contactstie,slave_parts=sup,master_parts=beam2,method=setstie,slave_parts=sup,mas

21、ter_parts=panel,baseOn=masterfind_contacts(tie,slave_parts=sup,master_parts=panel,method=cross只提#供#完全不提供任何參數(shù)。下面在參數(shù)全部缺省的情況下的讓函數(shù)自動查找和建立接觸對。該函數(shù)還可以通過檢查防止建立重復的接觸對。該函數(shù)對每一個接觸對的主從面均建立以便檢查接觸對的實際接觸面積。部分查找過程的輸出信息如下：Inpanel_A6:4facesselected.external=NA,ndir=NA,radius=NA,side=NAInsup_A56:found4matefaces.Checkin

22、gtie:Theinstspairtobecreatedhasexisted.Findingandverifying4matefacesinpanel_A6basedonmasterinst=sup_A56Inpanel_A6:found1matefaces.#1:Verified.Inpanel_A6:found1matefaces.#2:Verified.Inpanel_A6:found1matefaces.#3:Verified.Inpanel_A6:found1matefaces.#4:Verified.Creatingtie:master_inst=sup_A56,slave_ins

23、t=panel_A6rail_right(master),settype=faces-CreatednewsetforrootAssembly,setname=_tie_sup_A56(m)/panel_rail_right(slave),settype=faces-Tietie_sup_A56(m)/panel_A6_rail_rightwascreatedreatednewsetforrootAssembly,setname=_tie_supm)/panelnum=200,findbybase_instsfaceset:fc_xxxx/Findingmatefacesofrope1_Aby

24、itssetname=fc_rope1_left(method=sets,find,byseed=no,one_one=no).Refinethesourcefacesetfc_rope1_leftinrope1_A.Inrope1_A:8facesselected.external=NA,ndir=NA,radius=NA,side=NANomatefaceswasfoundinmateinstsbasedonsetname=fc_rope1_leftofrope1_AFindingmatefacesofrope1_Abyitssetname=fc_rope1_right(method=se

25、ts,find,byseed=no,one_one=no).Refinethesourcefacesetfc_rope1_rightinrope1_A.Inrope1_A:8facesselected.external=NA,ndir=x,radius=NA,side=NAnbeam1_A1:found4matefacesCreatingtie:mast_inst=beam1_A1,slave_inst=rope1_ednewsforroosembly,setname=_tie_bight(maste=faceednewsforroosembly,setname=_tie_bight(slav

26、=faces-Tietie_beam1_A1(m)/rope1_A_righttednum=201,findbybase_instsfacet:fc_xindin由上可見，函數(shù)準確地找到并建立了所有的個接觸對（如圖所示）。該函數(shù)的效率較高，在本例中，所花時間甚至比軟件界面操作進行通用接觸的查找和建立還短些。從代碼數(shù)量來說，上面程序方式只須一行語句即可，而界面操作進行通用接觸查找和建立所記錄的腳本多達兩萬多行（根據(jù)文件）。另一方面，界面操作可能不能完全找到所有的接觸對，有時又建立了多余的接觸對，有時要反復多次查找或刪除一些多余的接觸對。這都離不開對接觸對的檢查、更改。接.觸對的列表匯總與更改本人

27、利用自行編寫的函數(shù)，對所有接觸對列表和匯總?cè)缦?tie_sup_A54(m)/panel_A4_rail_right:tie:sup(m)/panel,tie_sup_A55(m)/panel_A5_rail_left:tie:sup(m)/panel,tie_sup_A55(m)/panel_A5_rail_right:tie:sup(m)/panel,tie_sup_A56(m)/panel_A6_rail_left:tie:sup(m)/panel,tie_sup_A56(m)/panel_A6_rail_right:tie:sup(m)/panelpartscontactsummary

28、:tie:beam1(m)/beam2:10,tie:beam1(m)/con1:2,#(1)tie:beam1(m)/rope1:1,tie:beam1(m)/rope2:1,tie:beam1(m)/rope3:1,tie:beam1(m)/rope4:1,tie:beam2(m)/beam3:44,tie:beam2(m)/beam4:11,tie:beam2(m)/sup:60,tie:con2(m)/beam2:15,#(2)tie:sup(m)/panel:60#(3)J%Parts(12)卡醫(yī)Materials(15)由矗Sections(12):串Profiles+益Assei

29、ribly由為Steps(1)蟲FieldOutputRequestsfeHistoryOutputRequests應Tlm.ePoints敗ALEAdaptive陰shConstraints昌JLnt亡工建QtioriInteractionProperties(2)Con丈且ctControlsContactInitializationsti6_tieaml_Al5)/beam2mAl_lefttie_beaml_Al(m)/beajn2_A2_lefttie_beaml_AL(m)/beajn2_A3_lefttie_beaml_AlU)/beau-Al-lefttie_beaml_Al(

30、飢)/beam2_A5_lefttif!ATGi)亡宀門1A1ton圖7接觸対在CAE界面中的顯示其中，接觸對的表達格式（即命名）為：實例實例2表示實例為是的縮寫。例如接觸對:該名稱包含了多層含義：該接觸對為；實例為（其名為），而實例為其名為;該接觸對是根據(jù)的即尋找出來的。然后再，結(jié)果如下:然后再，結(jié)果如下:由上述接觸對的匯總結(jié)果可知，查找并建立了個接觸對，但其中有三種接觸對需要修改（如上匯總中的陰影所示）。這在界面操作中利用通用接觸查找按鈕的查找結(jié)果是類似的。與的接觸關系中，應該為，而應該為p所以接觸關系需要顛倒一下。命令如下：tieeam2(m)suptie:con2(m)/beam2:1

31、5,tie:panel(m)/sup:60由于panel與sup的關系唯一(全部為masterpanel，也可以簡寫成如下的命令形式：swap_master_slave(tie,sup,panel)Masterandslaveswappedsuccessfullyfor60contactpairs.)下面設置n與eam之間的接觸關系為interati接觸，nta,t而不是nstraint(tie)而且它們之間有摩擦作用(摩擦系數(shù)取。需要說明的是，假如通過軟件界面操作進行通用接觸對的查找和建立，那么建立之后的接觸對是沒法進行類似的轉(zhuǎn)換的。而通過swap_ntat_ti函數(shù)，這種轉(zhuǎn)換是很容易的事情

32、。命令形式如下：swap_ntat_tie(n,eam,nvert_tntat,prpritin)部分輸出信息如下。我們注意到，通過編程，運行過程的輸出信息也是可以充分顯示，從而便于程序和模型的調(diào)試，保證結(jié)果的準確性。在接觸類型轉(zhuǎn)換過程中，由于之前查找接觸對的時候已經(jīng)自動地保存了每一個接觸對的主從面，所以利用這些主從面可以重新建立另外一種類型的接觸對。swap_ntat_tie(n,eam,nvert_tntat,prpritinreatingcontactaster_instcon1,slave_inst=bea-CreatednewsetforrootAssemblbot(master),

33、settype=faces-CreatednewsetforrootAssemblbot(slave),settype=faces,setname=_con_con2_A1(m)/bea,setname=_con_con2_A1(m)/beastep1doesnotexist,itwillbecreatedasStaticStep.einteractioncon_con2_A1bea1_botasbeencreated.ontactcon_con2_A1bea1_botwascreated,prop=Friction-tie_con2_A11(m)/beam2_A1_botbea1_botwa

34、ssuccessllyconvertedtoconnum=1botreatingcontactaster_inst=conreatednewsetorrootAssembl,slave_inst=bea,setnamecon_conbeaaster),settypeacesreatednewsetorrootAssembl,setnamecon_conbeabot(slave),settypeacesTheinteractioncon_con2_A2(m)/beam2_A1_bothasbeencreated.-Contactcon_con2_A2(m)/beam2_A1_botwascrea

35、ted,prop=Friction-tie_con2_A2(m)/beam2_A1_botwassuccessfullyconvertedtocon_con2_A2(m)/beam2_A1_botnum=2Creatingcontact:master_inst=con2_A3,slave_inst=beam2_A5-CreatednewsetforrootAssembly,setname=_con_con2_A3(m)/beam2_A5_bot(master),settype=faces-CreatednewsetforrootAssembly,setname=_con_con2_A3(m)/

36、beam2_A5_bot(slave),settype=facesTheinteractioncon_con2_A3(m)/beam2_A5_bothasbeencreated.-Contactcon_con2_A3(m)/beam2_A5_botwascreated,prop=Friction-tie_con2_A3(m)/beam2_A5_botwassuccessfullyconvertedtocon_con2_A3(m)/beam2_A5_botnum=15執(zhí)行上述命令之后，界面的顯示變化如下圖（圖）所示。的接觸關系已經(jīng)成執(zhí)行上述命令之后，界面的顯示變化如下圖（圖）所示。的接觸關系已經(jīng)成功而且是很方便地改變成了的接觸關系。色ALEAdaptive血*h”Cons