基于Python脚本SpaceClaim单层网壳结构参数化模型的创建

基于Python脚本SpaceClaim单层网壳结构参数化模型的创建

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        对于类似网壳这种建模循环特性比较强的模型而言,很多时候结构分析都是基于APDL来做,其主要原因在于APDL建模的方便性,特别是参数化的建模。对于Workbench来讲,如果需要参数化建模,则需要通过使用Python脚本来实现。
        SC中的Python脚本是通过调用相关的API函数来实现,每个API函数的具体使用方法可通过查看SC的API帮助文件来查看输入参数及返回值,如果要系统性的学习API,所花费时间不亚于学习APDL,不过SC提供了记录代码的功能,配合界面操作,用户适当修改代码即可轻松完成Python脚本的创建。
       本文便以凯威特单层网壳为例,阐述在SpaceClaim中参数化建模的方法。
本文代码基于APDL代码改编而来,原代码及效果图如下所示:

基于Python脚本SpaceClaim单层网壳结构参数化模型的创建

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第一步:打开SC的脚本输入界面

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第二步:定义球坐标系转为直角坐标系的函数,之所以这么做主要是目前SC中只支持直角坐标系下的坐标输入,但对于网壳而言,球面坐标系对定位关键点更加方面,所以这一步非常重要,球面坐标系转直角坐标系的公式及函数如下所示:

注意:在python中使用三角函数时,应该引入math模块。

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第三步:定义网壳相关参数,并根据输入参数计算球面坐标点所需要的参数。

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第四步:建立三维点。在sc中建模的时候需要将草图模型切换到三维。相关函数如下所示:

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第五步:连接环向杆件。
       这里需要大家注意两个点:
       1、上述生成的三维点在sc中是以Curve对象的形式存在,所以在调用的时候是根据Curve的序号来选定的。同时还要注意到与APDL相比,Python数组调用的时候序号是从0开始,而不是从1,所以在改编上述APDL代码的时候一定要注意将编号减1。

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       2、通过三维点创建三维曲线的基本代码如下所示,在使用中发现,GetRootPart().Curves[150]后续的150即为创建点的序号,类似在APDL中的关键点编号,抓住这个规律,考虑到后续需要重复性的创建几何线,故写一个创建几何线的函数,输入参数为两个端点的序号,返回的值为创建的几何线,如下所示。

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第五步:结合创建的三维点的序号规律,首先连接环向杆件。

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第六步:径向杆件的连接,这一步可根据原来的APDL代码稍微修改下即可,主要是将APDL的格式改为Python的格式,比较简单,如下所示:

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第七步:将代码中的几何参数进行修改,类似APDL,修改输入的外部参数,即可实现网壳结构的参数化几何模型的创建。
比如:

f=60/5 #定义失高 12m

Span=100 #定义跨度 100m

Kn=12 #定义沿环向分割的分数 Kn=12

Nx=10 #定义环杆圈数 Nx=10

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再比如:

f=80/4 #定义失高 20m

Span=100 #定义跨度 100m

Kn=16 #定义沿环向分割的分数 Kn=12

Nx=12 #定义环杆圈数 Nx=10

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        学会Python脚本,对于循环特性比较强的模型采用Workbench分析变得可能,这对于不会APDL的同学而言还是非常友好的,毕竟Python非常好入门,难度大大小于APDL。

本文的APDL源代码和Python脚本代码支付积分后即可获取。

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