《码上仿真:Abaqus Python API》Vol.2 Mdb 与 Odb:Abaqus 脚本的两大基石

很多刚学 Python 脚本的工程师，最喜欢把别人的代码复制粘贴。结果运行的时候，Abaqus 毫不留情地甩出一个 NameError: name 'mdb' is not defined。

这就像是你跑到饭厅里去找菜刀，或者跑到厨房里去要账单一样荒谬。在 Abaqus 的世界里，前处理（建模）和后处理（看结果）是两套完全独立的数据库。如果不弄懂这两大“城邦”的法则，你的代码永远会在跨界时迷路。

Mdb（模型数据库） 对应着你保存在电脑上的 .cae 文件。当你导入 mdb 时，你调用的是前处理 API。这里包含了 parts（零件）、materials（材料）、steps（分析步） 等所有构建物理世界的元素。

Mdb 就像是一间极度机密的兵工厂。你在这里画图纸、选钢材、组装大炮。在这里，你是绝对的“造物主”，你可以随意修改任何一个零件的尺寸或属性（比如调用 mdb.models['Model-1'].materials['Steel']）。但记住，兵工厂里没有战况，你在这里是看不到任何应力云图的。

Mdb 的层级结构

Mdb 的结构就像一棵大树，从根到叶依次是：

mdb
└── models (模型集合)
    └── Model-1 (具体模型)
        ├── parts (零件)
        ├── materials (材料)
        ├── sections (截面)
        ├── steps (分析步)
        ├── interactions (相互作用)
        ├── loads (载荷)
        ├── boundaryConditions (边界条件)
        └── meshes (网格)

常用 Mdb 操作示例

# 创建新模型
mdb.Model(name='MyModel')

# 创建材料
mdb.models['MyModel'].Material(name='Steel')
mdb.models['MyModel'].materials['Steel'].Elastic(table=((210000.0, 0.3),))

# 创建零件
mdb.models['MyModel'].Part(name='Part-1', dimensionality=THREE_D, type=DEFORMABLE_BODY)

# 创建分析步
mdb.models['MyModel'].StaticStep(name='Step-1', previous='Initial')

odb
├── steps (结果步集合)
│   └── Step-1 (具体结果步)
│       └── frames (时间帧集合)
│           └── Frame-1 (具体时间帧)
│               ├── fieldOutputs (场输出)
│               │   ├── S (应力)
│               │   ├── U (位移)
│               │   └── E (应变)
│               └── historyOutputs (历史输出)
└── rootAssembly (根装配体)
    └── nodeSets (节点集)
    └── elementSets (单元集)

# 打开 Odb 文件
odb = odbAccess.openOdb('model.odb')

# 获取应力场
step = odb.steps['Step-1']
frame = step.frames[-1]  # 最后一个时间帧
stress = frame.fieldOutputs['S']

# 提取特定节点的应力
node_set = odb.rootAssembly.nodeSets['ALL_NODES']
nodal_stress = stress.getSubset(region=node_set)

# 关闭 Odb 文件
odb.close()

# 创建 Job
job = mdb.Job(name='MyJob', model='MyModel', description='Static analysis')

# 配置 Job
job.setValues(numCpus=4, memory=50, memoryUnits=PERCENTAGE)

# 提交并等待完成
job.submit()
job.waitForCompletion()

# 检查状态
print(f"Job status: {job.status}")

# 批量创建不同尺寸的模型
for i, radius in enumerate([10, 20, 30]):
    model_name = f'Model-{i+1}'
    mdb.Model(name=model_name, modelType=STANDARD_EXPLICIT)
    # 创建零件、设置材料等
    # ...
    # 创建并提交 Job
    job_name = f'Job-{i+1}'
    mdb.Job(name=job_name, model=model_name)
    mdb.jobs[job_name].submit()

# 批量处理多个 Odb 文件
import os

for odb_file in os.listdir('results'):
    if odb_file.endswith('.odb'):
        odb_path = os.path.join('results', odb_file)
        odb = odbAccess.openOdb(odb_path)
        # 提取应力、位移等数据
        # 生成报告或图表
        # ...
        odb.close()