abaqus与matlab联合仿真

abaqus与matlab联合仿真

取材于2020.11的资料，文档整理于2021.2.7

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引：启动abaqus license

如果运行abaqus报错如下图：

则点击abaqus licensing，选择第四个【Start/Stop/Reread】，点击第一个按钮【Start Server】，下方显示框中显示【Server Start Successful.】，再次打开abaqus ACE即可，如果还是报错就再开一次。

abaqus licensing界面：

正常打开的abaqus提示框：

联合编程思路

注：本文所用的接口函数runabaqus.m、get_history_output.m、odbHistoyOutput.py与这篇博客相同。

一、abaqus中完成有限元建模，得到模型文件，进行一次仿真，得到自动生成的.inp文件。

​ 具体建模方法在前两篇博客里已有详细描述。

二、matlab调用abaqus引擎进行仿真

1. 根据需要的参数修改.inp文件

   选本次模型用abaqus仿真时自动生成的.inp文件作为初始文件进行修改比较省事。一般是根据要求修改载荷力和分析步长，注意matlab代码中的具体修改的是inp文件的哪行要打开inp文件进行确认，改错行结果肯定凉凉。

2. 根据需要读取的结果设置req.txt

   %e.g.
   req='PART-1-1,Node PART-1-1.11,U2'; %指定部件名，节点名和读取的结果
   

   部件名即inp文件中的实例名*Instance, name=Part-1-1, part=Part-1，每个inp文件内容会略有差别，我这个在第51行。节点名一定要大写，不管你在abaqus里命名的大写还是小写这里都必须大写。

3. matlab调用abaqus引擎的接口runabaqus.m，提交inp文件运行，得到.odb结果文件。

4. matlab调用python脚本odbHistoyOutput.py，根据req.txt的要求，从.odb文件中读取仿真结果数据并存入结果txt。

5. matlab读取结果txt中的数据并绘图。

利用matlab调用abaqus引擎获取变载荷的仿真过程变量（例如端点位移量）的原理是，多次调用abaqus进行仿真，每次只仿真分析步长的时间，获取本次仿真中最后一个时刻变量值，再进行下一次仿真。例如仿真时长为$0.4s$，分析步长为$0.01s$，则要进行$0.4/0.01=40$次仿真。两次仿真之间可以通过修改inp文件修改载荷力，即可实现变载荷力仿真，如正弦载荷。

所以运行一次仿真的时间都比较长，需要根据仿真结果调pid参数的时候可以酌情减少仿真时长阶节约时间，毕竟pid参数好不好前两次超调的一小段就已经能说明很多问题了。

报错：未找到匹配的文件。

我进行软体手指的受力位移仿真时，报错：

>> finger
Abaqus License Manager checked out the following license(s): 
"cae" release 6.12 from DESKTOP-8I4F446 
<1022 out of 1024 licenses remain available>. 
KeyError: Node finger_8-1.45 
File "odbHistoyOutput.py", line 38, in <module> 
    region =step_n.historyRegions[node_set] 
 
Abaqus Error: cae exited with an error. 
错误使用 movefile
未找到匹配的文件。

出错 finger (line 15)
    movefile('COOR1.txt', 'N_X.txt');

我修改了odbHistoyOutput.py，增加了提示性输出，发现运行到region =step_n.historyRegions[node_set]一句就不会再往下运行。我猜到是传入的参数node_set即matlab中req的第二个参数有问题，但穷尽想象力尝试到凌晨四点也没能解决，第二天去问师姐，师姐说名称必须大写，我改成大写果然可以了。这个离谱规定让我记忆犹新。

其他注意事项

1、runabaqus.m、get_history_output.m、odbHistoyOutput.py必须与运行的.m文件放在同一目录下，否则会报错类似：

>> beam1
未定义函数或变量 'runabaqus'。

出错 beam1 (line 24)
runabaqus(Path,InpFile,cpus);         %运行abaqus进行计算

2、未找到匹配文件的报错可能原因有很多，从仿真运行到结果读取，任何一个小环节出问题最后大概率在movefile处报错。

排查思路：

（1）看生成的.odb文件的大小，若没有这个文件或文件过小（正常应该至少10M），就是仿真环节已经出问题了。检查abaqus licensing是否运行，若仿真环节没有问题会输出提示类似：

----------ABAQUS complete----------
           time costed  0:0:26
Abaqus License Manager checked out the following license(s): 
"cae" release 6.12 from DESKTOP-8I4F446 
<1023 out of 1024 licenses remain available>. 

（2）若.odb文件大小正常，逐个检查req参数，软体手指仿真中此句为：

req=['FINGER_8-1,Node FINGER_8-1.1,COOR1']; %指定部件名，节点名和读取的结果

循环获取多个节点输出时可写为：

nodef='Node FINGER_8-1.';     %用instance的名字，不管在abaqus里是大写还是小写这里都写成大写
%节点顺序按abaqus里查看的顺序排列
node=[19,45,955,1032,1231,1309,1507,185,207,1724,1816,2000,2092,2290,364,397,417,437,2866,468]; 
nx=zeros(27,20);ny=zeros(27,20);nz=zeros(27,20);
for k=1:1:20
    nodename=[nodef num2str(node(k))];
    k % 输出进度
    req=['FINGER_8-1,' nodename ',COOR1'];  %指定部件名，节点名和读取的结果
    %其他调用部分...
end

注意部件名和节点名必须和.inp文件中一致，且一定要在abaqus中要创建这些节点所需的历程输出（即输出COOR1）。

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当时做联合仿真的时候踩了很多坑，本来想记录一下常见报错及解决思路，结果考试周那会儿太忙了没抽出时间，寒假里倒是有时间了，但有哪些坑都忘得差不多了，尝试重新做了一遍居然一次成功，想踩坑的时候倒踩不到了。。。根据记忆整理了本文，如有缺漏有缘再补充。

参考链接：

https://blog.youkuaiyun.com/hdpai2018/article/details/106113842