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[技术]利用Python调用OpenSees计算静力计算手册中四边固结双向板的受力系数

(2018-12-28 12:59:40)
标签:

python

opensees

    题外话:运行OpenSees根本不用安装Tcl语言的依赖,只需要将文件夹格式保存为如下结构就行


        └── bin                                                └──  lib
            └── OpenSees.exe    tcl85.dll             └── tcl8.5
                                                                             └── init.tcl                    

    废话不多说,直接上代码:
 Python Code 
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-*- coding: utf-8 -*-
"""
Created on Mon Dec 24 16:45:24 2018

@author: admin
"""
import os

while True:
    ratio 
input("enter aspect ratio (default: 0.5, warning possion ratio zero)...\n")
    
if not ratio:
        ratio 
0.5
        
break
    
else:
        
try:
            ratio 
float(ratio)
            
if not (ratio <= 1.0 and ratio >= 0):
                
raise Exception
            
break
        
except:
            
print("input error, try again...")
print("Modeling...")

35e3 
GPa
5 mm
miu 0 possion ratio
Bc (E*h**3)/(12.0*(1.0-miu**2))

f_pressure 1e-
4 N/mm^2

1000
L*ratio

if (Lelse W

element_num_X 
50
delta_X element_num_X
element_num_Y 
50
delta_Y element_num_Y

ele_area L*W/(element_num_X*element_num_Y)


collection of all generated nodes
nodes []
for in range(element_num_Y+1):
    coor_y j*delta_Y
    
for in range(element_num_X+1):
        coor_x i*delta_X
        nodes.
append((coor_x,coor_y))

collection of xy coordinates for drawing mesh
nodes_x [n[0for in nodes]
nodes_y [n[
1for in nodes]

collection of middle, sides, vertex nodes
nodes_mid_index, one items
nodes_vertex_indexs, four items
nodes_left_indexs
nodes_right_indexs
nodes_bottom_indexs
nodes_top_indexs
nodes_mid_index None
for in nodes:
    
if == (L/2,W/2):
        nodes_mid_index nodes.
index(n)
        
break
    
nodes_vertex_indexs []
for in nodes:
    
if == (0,0or == (L,0or == (L,W) or == (0,W):
        nodes_vertex_indexs.
append(nodes.index(n))

def delete_vertex_nodes(nodes_list):
    temp 
set(nodes_list).difference(set(nodes_vertex_indexs))
    temp_list 
list(temp)
    temp_list.
sort()
    
return temp_list

nodes_left_indexs []
for in nodes:
    
if n[0== 0:
        nodes_left_indexs.
append(nodes.index(n))
nodes_left_indexs delete_vertex_nodes(nodes_left_indexs)

nodes_right_indexs []
for in nodes:
    
if n[0== L:
        nodes_right_indexs.
append(nodes.index(n))
nodes_right_indexs delete_vertex_nodes(nodes_right_indexs)

nodes_bottom_indexs []
for in nodes:
    
if n[1== 0:
        nodes_bottom_indexs.
append(nodes.index(n))
nodes_bottom_indexs delete_vertex_nodes(nodes_bottom_indexs)

nodes_top_indexs []
for in nodes:
    
if n[1== W:
        nodes_top_indexs.
append(nodes.index(n))
nodes_top_indexs delete_vertex_nodes(nodes_top_indexs)

collection of element connectivity
elements []
elements_has_mid_point []
ele_index 
0
for in range(element_num_Y):
    
for in range(element_num_X):
        index1 ele_index j
        index2 index1 
1
        index3 index2 element_num_X 
1
        index4 index3 
1
        elements.
append((index1,index2,index3,index4))
        ele_index += 
1
        
        
if nodes_mid_index in (index1,index2,index3,index4):
            elements_has_mid_point.
append((index1,index2,index3,index4))
        
now, lets turn to OpenSees
tcl_file open('./output/co.tcl','wt')

tcl_file.
write('wipe\n')

#tcl_file.write('puts "System"\n')

tcl_file.
write('model basic -ndm -ndf 6\n')

#tcl_file.write('puts "Nodes"\n')
for in nodes:
    tcl_file.
write('node %d %f %f 0.0\n' (nodes.index(n)+1,n[0],n[1]))  

#tcl_file.write('puts "Constraints"\n')
for n_index in set.union(set(nodes_vertex_indexs),set(nodes_left_indexs),set(nodes_right_indexs),set(nodes_bottom_indexs),set(nodes_top_indexs)):
    tcl_file.
write('fix %d 1\n' (n_index+1))

#tcl_file.write('puts "Material"\n')
tcl_file.write('nDMaterial ElasticIsotropic %f %f\n' (E,miu))
tcl_file.
write('nDMaterial PlateFiber 601 1\n')
tcl_file.
write('section PlateFiber 701 601 %f\n' h)

#tcl_file.write('puts "Shell elements"\n')
for n_indexs in elements:
    n_indexs1 [n_indexs[i]+
1 for in range(len(n_indexs))]
    tcl_file.
write('element ShellMITC4 %d %d %d %d %d 701\n' (elements.index(n_indexs)+1,*n_indexs1))  

#tcl_file.write('puts "recorder"\n')
tcl_file.write('recorder Node -file ./output/node_mid.out -node %d -dof disp\n' nodes_mid_index)
elements_has_mid_point_indexs_inOpenSees []
for ele in elements_has_mid_point:
    elements_has_mid_point_indexs_inOpenSees.
append(elements.index(ele)+1)
tcl_file.
write('recorder Element -file ./output/Element.out -ele %d %d %d %d forces\n' tuple(elements_has_mid_point_indexs_inOpenSees))

#tcl_file.write('puts "loading"\n')
tcl_file.write('pattern Plain Linear {\n')
nodes_side_indexs 
set.union(set(nodes_left_indexs),set(nodes_right_indexs),set(nodes_bottom_indexs),set(nodes_top_indexs))
nodes_inner_indexs 
set(range(len(nodes))).difference(
set.union(set(nodes_vertex_indexs),nodes_side_indexs)
)
for n_index in nodes_inner_indexs:
    tcl_file.
write('load %d 0.0 0.0 %f 0.0 0.0 0.0\n' (n_index+1,f_pressure*ele_area))
for n_index in nodes_side_indexs:
    tcl_file.
write('load %d 0.0 0.0 %f 0.0 0.0 0.0\n' (n_index+1,f_pressure*ele_area/2))
tcl_file.
write('}\n')

tcl_file.
write('puts "Analysing..."\n')
tcl_file.
write("""constraints Plain
numberer Plain
system BandGeneral
test EnergyIncr 
1.0e-6 200
algorithm Newton
integrator LoadControl 
1.0
analysis Static
analyze 
1
puts 
"Analysis complete..." """)

tcl_file.
close()

print("Modeling complete...")

if __name__ == '__main__':
    
print("="*80)
    os.popen(
".\\bin\\OpenSees.exe .\\output\\co.tcl",buffering=1).close()
    
print("="*80)
    
    
with open('./output/node_mid.out','tr'as file:
        data 
file.read()
        deflection 
float(data)
        xishu deflection*Bc/(f_pressure*l**
4)
    
    
with open('./output/Element.out','tr'as file:
        data 
file.read()
        forces data.
split()
        b1 [
float(i) for in forces[12:18]]
        b2 [
float(i) for in forces[42:48]]
        b3 [
float(i) for in forces[54:60]]
        
        Mx, My 
abs(b1[3b2[3]),abs(b1[4b3[4])
        
        xishu_Mx Mx/(f_pressure*l**
2)/delta_X
        xishu_My My/(f_pressure*l**
2)/delta_Y

    
print("f:%.6f     Mx:%.6f     My:%.6f" (xishu,xishu_Mx,xishu_My))
    os.system(
"pause")


    运行结果如下:







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