python修改ABAQUS的inp计算文件

本文介绍了一种使用MATLAB和Python实现ABAQUS inp文件数据自动修改的方法,包括具体的MATLAB函数和Python脚本代码,并展示了实际的应用案例。

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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

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
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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’)
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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

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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
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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()
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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
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其中showlogfile()在我的另外一个博客Matlab目录操作及fgetl函数已有介绍。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

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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-python-ABAQUS数据交互及联合使用)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。

​ 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。

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

### 编写Python脚本批量编辑Abaqus INP文件 为了实现这一目标,可以利用Python强大的字符串处理功能以及正则表达式的灵活性来解析并修改INP文件的内容。下面是一个简单的例子,展示如何创建一个能够读取多个INP文件、查找特定模式并替换这些模式的Python程序。 #### 准备工作 确保安装了必要的库,比如`re`用于正则表达式操作: ```bash pip install re ``` 实际上,`re`模块是Python标准库的一部分,并不需要额外安装[^1]。 #### Python代码示例 这里提供了一个基本框架,可以根据实际需求调整匹配条件和替换逻辑: ```python import os import re def modify_inp_files(directory, pattern, replacement): """ 批量修改指定目录下的所有 .inp 文件中的内容 参数: directory (str): 存放需要被修改的.inp文件所在的文件夹路径. pattern (str): 正则表达式形式的目标字符串模板. replacement (str): 用来替代找到的子串的新字符串. """ # 遍历给定目录下所有的文件 for filename in os.listdir(directory): if not filename.endswith(".inp"): continue filepath = os.path.join(directory, filename) with open(filepath, 'r') as file : content = file.read() modified_content = re.sub(pattern, replacement, content) with open(filepath, 'w') as file: file.write(modified_content) if __name__ == "__main__": dir_path = "/path/to/your/inp/files" search_pattern = r"(?<=\*)ELEMENT,\sTYPE=C3D8\s*,\s*ELSET=" # 假设要更改元素集名称前缀 new_prefix = "NEW_PREFIX_" modify_inp_files(dir_path, search_pattern, new_prefix + r"\g<0>") ``` 此段代码定义了一个名为`modify_inp_files()`的功能函数,它接受三个参数:待处理文件所在目录、用于定位需变更部分的正则表达式以及作为新值传入的字符串。该函数会遍历指定目录内的每一个`.inp`文件,应用所提供的正则表达式去寻找符合条件的部分,并将其替换成新的内容后再保存回原位置[^2]。
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