ABAQUS python编程 接触关系的建立、查找find - contacts()、观察 - 图文

ABAQUS python编程 接触关系的建立、查找find_contacts()、

观察

模型看似形状简单，但是所需要建立的接触对却非常多，共有206个接触对。如果按照把脚本记录语句拷贝来完成，则脚本代码会非常长（根据abaqus.rpy记录，多达两万多行语句。因为脚本代码最终还是一个一个地建立相应的接触对，如前言部分例子所示）。虽然可以通过界面操作方式下的通用接触对查找来进行，但往往接触对的检查、确认工作量较大。而且当模型需要改变时，该接触对就无效了。很多人的模型不收敛或者计算时间非常长，很多时候问题均出在接触对的设置上。下面详细介绍本人自行编写的通用接触对相关的函数。这些函数可以使接触对的建立简单易行。

3.1. 接触对的通用查找函数find_contacts()的介绍

函数原型如下。

def find_contacts(action='tie', master_parts=[], slave_parts=[], master_insts=[], slave_insts=[], master_set='', slave_set='', baseOn='slave', method=['sets','find'], byseed='no', one_one='no', prop='Frictionless', step='step1'):

该函数根据不同的设定条件自动查找接触对，并生成相应的接触对。find_contacts()的默认形式为建立tie。也可以设置默认为contact。即find_contacts (action=’contact’)。由于篇幅有限，本文不再列出该函数的具体内容。

基本原理：已知一个实例（称为base inst）的一个面(base face)，要查找与其相配对接触的另一个实例（称为mate inst）的配对面（mate face），主要有两种方法：一种是find的方法（最底层的操作是findAt()函数）；另外一种是search的方法（已知x,y,

z范围、方向、形状等，查找符合此特征的所有面）。第一种方法又可以细分为两种方法：粗查和细查。这些方法描述如下。

1)、粗查法。根据base face的pointOn，利用ABAQUS自带的findAt()函数查找mate face(图3)。假如这两个inst的交界处剖分合理(partition，也可保证有足够多的接触单元，和建立良好的接触关系，有利于收敛)，通常都能找到mate face。find_contacts()函数中，称这种方法为method = ‘find’, byseed=’no’。但有时base face的pointOn不一定落在mate face上，导致该base face找不到其mate face。如下所示。这种方法可适用于平面和曲面的接触面。

2)、细查法。这种方法在方法1的基础上作了改进。即在base face上布置很多点(seeds, 包含pointOn)(图4)，这些点总有一个点落在mate face上。只要有一个点落在mate face上，这个mate face就找到了。当然，一个base face也有可能找到多个mate face。

布点方案如下所示，可以有多种，如六点法和十点法。这种方法在find_contacts()函数中称为method=’find’, byseed=’yes’。很显然，布点越多，就越能找到mate face，但运行时间就会增加。这种方法适用于平面(平行于坐标平面或者倾斜)的接触面。

3)、search方法（或称cross‐range方法）。首先，一个mate face的范围(x, y, z)和其它特征（法线方向、形状、曲率半径等）可获知，再根据自行编写的face_select()函数，在mate inst中搜索。这种方法需要检查mate inst的所有面，判断每一个面是否与base face有交集（即交叠）。若有则选中。这种搜索方法精度最高，但该base face最好是平行于坐标轴平面的面。在这种要求下，两个相接触的面是相切的，而且相切面平行于坐标轴平面。在find_contacts()函数中，这种方法被称为method=’search’，与布点种子(seed)无关。

如何获得base face? 可以在part中选择某些面建立一些face set。通常每个part的哪些面会参与接触都是预先知道的，可以建立相应的face set。这样，在生成的instance中，也都继承了这些face set。具体到find_contacts()函数的参数，可能有四种情形：

1). master_set <> ‘’ and slave_set == ‘’

2). master_set == ‘’ and slave_set <> ‘’

3). master_set <> ‘’ and slave_set <> ‘’

4). master_set == ‘’ and slave_set == ‘’

前三种根据指定的face set来查找，第四种根据base inst的每个face set来查找。

如果根本不提供face set，而且part也没有创建face set，则只能根据两个实例的交集来寻找他们的接触对。此时，要求这两个实例的相切面是平行于坐标轴平面的。

事实上，在建模过程中，建立part的face set是很方便也很有必要的。因为ABAQUS的很多操作，除了建立接触对之外，还有建立约束、对称、施加载荷、以及模型观察等都需要在set的基础上操作。从某种意义上说，Python面向对象的操作，一种表现就是面向set的操作。

所以，从根本上说，find_contacts()函数应用了两种方法：1）根据face sets来查找(参考引言部分的Python脚本记录语句，可以说GUI操作下的通用接触对的查找原理也是根据face sets来的)；2）根据交集(cross‐range)来查找。find_contacts()函数中，当利用face sets方法没有查找到接触对时，就会自动尝试根据交集来查找； 反过来，当利用交集方法没有找到接触对时，就会自动尝试根据face sets来查找。目的都是为了找到接触对。通常，在建立face set的情况下，都能很快找到接触对。

由于篇幅所限，find_contacts()函数的具体内容摘录如下。仅供参考。

baseOn = baseOn.lower()

if baseOn == 'master':

base_insts = master_insts

base_parts = master_parts

base_set = master_set

mate_insts = slave_insts

mate_parts = slave_parts

mate_set = slave_set

elif baseOn == 'slave':

base_insts = slave_insts

base_parts = slave_parts

base_set = slave_set

mate_insts = master_insts

mate_parts = master_parts

mate_set = master_set

action = action.lower()

byseed = byseed.lower()

one_one = one_one.lower()

if type_of(method) == 'STR':

method = [method]

if ('find' not in method) and ('search' not in method):

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/xird.html