技术领域
[0001] 本
发明属于
数据处理的技术领域，尤其涉及一种基于Abaqus的自动后处理系统及实现方法，用于将Abaqus
软件分析生成的ODB文件进行自动后处理并自动生成PPT分析报告。
背景技术
[0002] 随着市场竞争的加剧，产品更新周期愈来愈短，企业对新技术的需求更加迫切，而有限元数值模拟技术是提升产品
质量、缩短设计周期、提高产品竞争
力的一项有效手段，所以，随着计算机技术和计算方法的发展，
有限元分析在工程设计和科研领域得到了越来越广泛的重视和应用，已经成为解决复杂工程分析计算问题的有效途径，从
汽车到航天飞机几乎所有的设计制造都已离不开有限元分析，其在机械制造、材料加工、航空航天、汽车、土木建筑、
电子电器、国防军工、
船舶、
铁道、石化、
能源和科学研究等各个领域的广泛使用已使设计
水平发生了质的飞跃。
[0003] 对于Abaqus的有限元分析结果的处理，目前多使用人工对于结果进行提取与处理，但是人工处理不仅效率低而且易出现错误，例如1位CAE工程师将5种方案的轮胎有限元分析结果提取、处理、绘制成各种曲线并制作出PPT分析报告，至少需要一周的时间，效率低且数据易出现错误，可靠性低。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于针对上述
现有技术的不足，提出了一种基于Abaqus的自动后处理系统及实现方法，通过对Abaqus软件分析生成的ODB文件进行自动后处理，并将分析结果按照
指定格式自动生成PPT分析报告，提高了研发效率，避免人工提取数据失误导致数据不准确，提高了数据的可靠性。
[0005] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0006] 本发明提供了一种基于Abaqus的自动后处理系统，所述自动后处理系统对不同方案中Abaqus生成的ODB文件进行自动后处理并将分析对比结果自动生成PPT分析报告，所述自动后处理系统包括功能模
块、选择模块、数据输入模块、运行模块和报告生成模块，其中：
[0007] 功能模块，包括用于对ODB文件进行分析对比的多个不同后处理功能；
[0008] 选择模块，用于在功能模块中选择一个或多个自动后处理的功能；
[0009] 数据输入模块，用于输入PPT分析报告中需要呈现的标题、模型信息、导入ODB文件、设置保存路径及输入模拟条件；
[0010] 运行模块，用于运行选择模块中选择的自动后处理功能，并将生成结果保存至指定的文件夹；
[0011] 报告生成模块，用于在所述运行模块的生成结果中自动提取数据并生成PPT分析报告。
[0012] 进一步的，所述功能模块包括十五个功能，分别为输出单元网格分布图、提取OD和SW尺寸、获取轮胎充气前/后轮廓对比图、提取
接地印痕云图、提取每一分析步的总下沉量、提取100％荷载所对应分析步的下沉量和
刚度、提取总接地面积、绘制刚度曲线、绘制接地压力分布曲线、绘制带束层帘线
张力曲线、绘制
胎体帘线张力曲线、获取带束层耐久性数据、获取
胎圈耐久性数据、获取胎肩区域
应力图及获取胎圈区域
应力分布图。
[0013] 进一步的，所述数据输入模块包括标题输入、模型信息输入、ODB文件导入、保存路径设置及模拟条件输入，其中：
[0014] 标题输入，用于对PPT分析报告中呈现的报告名称、分析的模型型号、生成的PPT报告的编号、提交报告日期及报告人的信息进行输入；
[0015] 模型信息输入，用于对分析对比的模型数量、模型详细信息进行输入；
[0016] ODB文件导入，首先用于输入分析对比的方案数量并根据方案数量选择导入相应的二维ODB文件和三维ODB文件；
[0017] 保存路径设置，用于设置生成的PPT分析报告的保存路径及Abaqus的工作路径；
[0018] 模拟条件输入，所述模拟条件包括充气压力、刚度和耐久性、接地印痕
载荷个数及对应的载荷值，所述模拟条件输入模块用于对充气压力、刚度和耐久性、接地印痕载荷个数及对应的载荷值进行输入设置。
[0019] 进一步的，所述自动后处理系统还包括系统介绍模块、背景资料模块、方案介绍模块及差异比较模块，其中：
[0020] 所述系统介绍模块，用于对所述自动后处理系统进行详细介绍，并自动输出至PPT分析报告中；
[0021] 所述背景资料模块，用于对比较分析前的信息进行文本输入，并自动输出至PPT分析报告中；
[0022] 方案介绍模块，用于对不同方案中的信息进行文文本输入，并自动输出至PPT分析报告中；
[0023] 差异比较模块，用于对不同方案中的参数进行输入，并自动输出至PPT分析报告中。
[0024] 本发明还提供了一种基于Abaqus的自动后处理系统的实现方法，包括如下步骤：
[0025] 1)环境搭建：
[0026] 1a)安装Abaqus软件和.Net Framework 4.0开发平台；
[0027] 2)功能建立：
[0028] 2a)基于Python语言开发包含多个不同后处理功能的核心脚本程序和主程序；
[0029] 2b)基于.Net Framework 4.0开发平台对多个不同后处理功能的核心脚本程序进行封装形成自动后处理系统；
[0030] 3)获取ODB文件：
[0031] 3a)设计不同的对比方案；
[0032] 3b)启动1a)中的Abaqus软件并通过执行3a)中的不同方案，分别获取不同方案中对应的二维ODB文件和三维ODB文件；
[0033] 3c)对二维ODB文件和三维ODB文件进行统一格式命名并保存；
[0034] 4)功能选择：
[0035] 4a)根据对比分析的需要从2a)多个不同后处理功能中选择一个或多个；
[0036] 5)数据输入：
[0037] 5a)用于输入PPT分析报告中需要呈现的标题、模型信息、导入ODB文件、设置保存路径及输入模拟条件；
[0038] 6)功能运行：
[0039] 6a)启动Abaqus软件，执行对应后处理功能下的2a)中的主程序；
[0040] 6b)对应的每个后处理功能下自动生成一个或多个文件夹，用于对6a)中的结果进行存放，根据不同的功能需要生成.png格式的图片文件或EXCEL文件。
[0041] 7)生成PPT报告：
[0042] 7a)自动提取6b)中的结果信息并生成规范的.ppt格式的PPT分析报告；
[0043] 7b)对7a)中的PPT分析报告进行修整，形成PPT报告。
[0044] 进一步的，所述2a)基于Python语言开发了包含十五个功能的核心脚本程序和四个主程序；所述十五个功能分别为输出单元网格分布图(101)、提取OD和SW尺寸(102)、获取轮胎充气前/后轮廓对比图(103)、提取接地印痕云图(104)、提取每一分析步的总下沉量(105)、提取100％荷载所对应分析步的下沉量和刚度(106)、提取总接地面积(107)、绘制刚度曲线(108)、绘制接地压力分布曲线(109)、绘制带束层帘线张力曲线(110)、绘制胎体帘线张力曲线(111)、获取带束层耐久性数据(112)、获取胎圈耐久性数据(113)、获取胎肩区域应力图(114)及获取胎圈区域应力分布图(115)。
[0045] 所述2b)基于.Net Framework 4.0开发平台对2a)中的十五个功能的核心脚本进行封装，根据功能是否相近形成四个主程序，四个主程序分别为main1.pyc、main2.pyc、main3.pyc及main4.pyc。
[0046] 进一步的，所述5a)中输入标题，对PPT分析报告中呈现的报告名称、分析的模型型号、生成的PPT报告的编号、提交报告日期及报告人的信息进行输入，使其输出至PPT分析报告中；输入模型信息，对分析对比的模型数量、模型详细信息进行输入；导入ODB文件，首先输入分析对比的方案数量并根据方案数量选择导入3c)中对应方案下相应的二维ODB文件和三维ODB文件；设置保存路径，设置生成的PPT分析报告的保存路径及Abaqus的工作路径；输入模拟条件，其中模拟条件包括充气压力、刚度和耐久性、接地印痕载荷个数及对应的载荷值，输入充气压力、刚度和耐久性、接地印痕载荷个数和对应的载荷值。
[0047] 进一步的，基于.Net Framework 4.0开发平台对5)数据输入参数及6)功能运行后的处理结果进行封装。
[0048] 进一步的，2a)中的Python的版本与1a)中的Abaqus内置的Python版本对应。
[0049] 本发明与现有技术相比，具有如下优点：
[0050] 1.本发明的自动后处理系统，通过对Abaqus有限元分析软件生成的ODB文件进行自动后处理，并将分析结果按照指定格式自动生成PPT分析报告，原本需要一周以上才能完成的后处理任务，使用本系统后在10分钟之内就可以完成，提高了研发效率。
[0051] 2.使用自动后处理系统，可以避免人工提取数据失误导致数据不准确，提高了数据的可靠性。
附图说明
[0052] 图1是本发明一种基于Abaqus的自动后处理系统的
框架示意图；
[0053] 图2是本发明一种基于Abaqus的自动后处理系统的实现方法的步骤示意图。
具体实施方式
[0054] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
[0055] 国内各大轮胎公司大力研究轮胎的有限元分析方法，并将其作为轮胎设计与分析的主要手段，在许多方面甚至可以替代实验，通过有限元分析提高轮胎产品质量、降低成本和开发高性能轮胎产品成为企业的主要关注点，判别不同设计方案的优劣，提高分析水平及研发效率，已经成为轮胎企业目前最关心的焦点。对轮胎进行应力-应变场、
温度场、接地性能等力学性能有限元分析过程中，占用CAE工程师时间最多、最容易出错的环节主要包括2个方面：(1)有限元模型的建立(前处理)；(2)有限元分析结果海量数据的提取、
整理(后处理)，并将轮胎多方案有限元分析结果比较、优化并制作PPT分析报告。对国内某著名轮胎企业进行调研时，轮胎有限元分析CAE工程师反映：对于包含5种轮胎方案的分析结果按照要求提取、整理、绘图、比较并制作PPT有限元分析报告，CAE工程师需要几天甚至一周的时间，工作效率低下，大量的宝贵时间用在繁杂、重复的数据整理工作中，且由于长时间的重复工作，错误和遗漏不可避免。
[0056] 基于上述，本
实施例以轮胎多方案有限元分析结果进行自动后处理为例，形成轮胎多方案有限元分析自动后处理系统。自动获取轮胎各项后处理结果(例如，单元网格分布图、外轮廓尺寸、轮胎充气前/厚轮廓对比图、接地印痕图、刚度曲线、带束层帘线张力曲线、耐久性数据、胎肩应力分布图等)，并将所有的分析结果自动制作成PPT有限元分析报告。
[0057] 参照图1，一种基于Abaqus的自动后处理系统，自动后处理系统对不同方案中Abaqus生成的ODB文件进行自动后处理并将分析对比结果自动生成PPT分析报告，自动后处理系统包括功能模块10、选择模块20、数据输入模块30、运行模块40和报告生成模块50，其中：
[0058] 具体的，功能模块10，包括用于对ODB文件进行分析对比的多个不同后处理功能；本实施例针对轮胎多方案的后处理设置了十五个功能，分别为输出单元网格分布图101、提取OD和SW尺寸102、获取轮胎充气前/后轮廓对比图103、提取接地印痕云图104、提取每一分析步的总下沉量105、提取100％荷载所对应分析步的下沉量和刚度106、提取总接地面积
107、绘制刚度曲线108、绘制接地压力分布曲线109、绘制带束层帘线张力曲线110、绘制胎体帘线张力曲线111、获取带束层耐久性数据112、获取胎圈耐久性数据113、获取胎肩区域应力图114及获取胎圈区域应力分布图115。
[0059] 具体的，选择模块20，用于在功能模块10中选择一个或多个自动后处理的功能；
[0060] 具体的，数据输入模块30，用于输入PPT分析报告中需要呈现的标题、模型信息、导入ODB文件、设置保存路径及输入模拟条件；其中数据输入模块30包括标题输入301、模型信息输入302、ODB文件导入303、保存路径设置304及模拟条件输入305，其中：
[0061] 标题输入301，用于对PPT分析报告中呈现的报告名称、分析的模型型号、生成的PPT报告的编号、提交报告日期及报告人的信息进行输入；
[0062] 模型信息输入302，用于对分析对比的模型数量、模型详细信息进行输入；
[0063] ODB文件导入303，首先用于输入分析对比的方案数量并根据方案数量选择导入相应的二维ODB文件和三维ODB文件；
[0064] 保存路径设置304，用于设置生成的PPT分析报告的保存路径及Abaqus的工作路径；
[0065] 模拟条件输入305，模拟条件包括充气压力、刚度和耐久性、接地印痕载荷个数及对应的载荷值，模拟条件输入模块305用于对充气压力、刚度和耐久性、接地印痕载荷个数及对应的载荷值进行输入设置。
[0066] 运行模块40，用于运行选择模块20中选择的自动后处理功能，并将生成结果保存至指定的文件夹；
[0067] 报告生成模块50，用于在运行模块40的生成结果中自动提取数据并生成PPT分析报告。
[0068] 优选的，自动后处理系统还包括系统介绍模块60、背景资料模块70、方案介绍模块80及差异比较模块90，其中：
[0069] 系统介绍模块60，用于对自动后处理系统进行详细介绍，并自动输出至PPT分析报告中；
[0070] 背景资料模块70，用于对比较分析前的信息进行文本输入，并自动输出至PPT分析报告中；
[0071] 方案介绍模块80，用于对不同方案中的信息进行文文本输入，并自动输出至PPT分析报告中；
[0072] 差异比较模块90，用于对不同方案中的参数进行输入，并自动输出至PPT分析报告中。
[0073] 参见图2所示，本发明提供了上述的轮胎多方案有限元分析自动后处理系统的实现方法，包括如下步骤：
[0074] 步骤S1，环境搭建：
[0075] 1a)安装Abaqus软件和.Net Framework 4.0开发平台；保证电脑成功安装Abaqus软件和.Net Framework 4.0开发平台。由于后续自动生成的PPT分析报告中，会将提取到的图片放到PPT中，所以对于不同的显示器尺寸，截图的
位置会不同。本实施例采用19吋宽屏显示器，屏幕
分辨率设置为1440*900。若显示器大小及配置不同，只会影响到“胎肩区域应力图”和“胎圈区域应力图”中Max值、Legend图标的显示，而对其他功能的计算结果不会产生任何影响。
[0076] 步骤S2，功能建立：
[0077] 2a)基于Python语言开发包含十五个不同后处理功能的核心脚本程序和四个主程序；所述十五个功能分别为输出单元网格分布图101、提取OD和SW尺寸102、获取轮胎充气前/后轮廓对比图103、提取接地印痕云图104、提取每一分析步的总下沉量105、提取100％荷载所对应分析步的下沉量和刚度106、提取总接地面积107、绘制刚度曲线108、绘制接地压力分布曲线109、绘制带束层帘线张力曲线110、绘制胎体帘线张力曲线111、获取带束层耐久性数据112、获取胎圈耐久性数据113、获取胎肩区域应力图114及获取胎圈区域应力分布图115。
[0078] 2b)基于.Net Framework 4.0开发平台对2a)中的十五个功能的核心脚本进行封装，根据功能是否相近形成四个主程序，四个主程序分别为main1.pyc、main2.pyc、main3.pyc及main4.pyc。
[0079] 步骤S3，获取ODB文件：
[0080] 3a)设计不同的对轮胎分析对比方案；
[0081] 3b)启动1a)中的Abaqus软件并通过执行3a)中的不同方案，分别获取不同方案中对应的二维ODB文件和三维ODB文件；
[0082] 3c)对二维ODB文件和三维ODB文件进行统一格式命名并保存；
[0083] 步骤S4，功能选择：
[0084] 4a)根据对比分析的需要从2a)十五个不同后处理功能中选择一个或多个或者全选；
[0085] 步骤S5，数据输入：
[0086] 5a)用于输入PPT分析报告中需要呈现的标题、模型信息、导入ODB文件、设置保存路径及输入模拟条件；优选的，所述5a)中输入标题，对PPT分析报告中呈现的报告名称、分析的模型型号、生成的PPT报告的编号、提交报告日期及报告人的信息进行输入，使其输出至PPT分析报告中；输入模型信息，对分析对比的模型数量、模型详细信息进行输入；导入ODB文件，首先输入分析对比的方案数量并根据方案数量选择导入3c)中对应方案下相应的二维ODB文件和三维ODB文件；设置保存路径，设置生成的PPT分析报告的保存路径及Abaqus的工作路径；输入模拟条件，其中模拟条件包括充气压力、刚度和耐久性、接地印痕载荷个数及对应的载荷值，输入充气压力、刚度和耐久性、接地印痕载荷个数和对应的载荷值。
[0087] 步骤S6，功能运行：
[0088] 6a)启动Abaqus软件，针对选择的后处理功能，分别执行对应后处理功能下的2a)中的四个主程序(main1.pyc、main2.pyc、main3.pyc及main4.pyc)中的一个或者多个或者全部；
[0089] 6b)对应的每个后处理功能下自动生成一个或多个文件夹，用于对6a)中的结果(及数据信息)进行存放，根据不同的功能需要生成.png格式的图片文件或EXCEL文件。
[0090] 步骤S7，生成PPT报告：
[0091] 7a)自动提取6b)中的结果信息并生成规范的.ppt格式的PPT分析报告；
[0092] 7b)对7a)中的PPT分析报告进行修整，用户可对自动形成的PPT分析报告进行删减或者增加内容，形成PPT报告。优选的，用户可以再次人工从对6b)自动生成的文件夹中提取数据信息，以便对自动生成PPT分析报告进行调整。
[0093] 具体的，基于.Net Framework 4.0开发平台对5)数据输入参数及6)功能运行后的处理结果进行封装。前面先输入参数，主要是调用Abaqus和生成报告利用多线程编程技术，创建单独线程运行Python脚本，主线程负责显示界面运行，多线程避免运行Python过程中界面无反应。Python与C#间共享通信区使用XML文件，C#将界面上用户输入的参数写入XML，调用Abaqus时Python读取XML获取参数值并运行，Python处理线程循环读取特定标识，用于判断Python执行过程是否结束。当标识为真时，从XML文件读取Python返回到C#，进行报告生成。生成报告，使用微软Microsoft.Office.Interop.PowerPoint对象操作ppt，基于特定ppt模板，将界面结果逐一写入ppt模板中，位置判断依据主要基于文本框顺序，即将文本或图片插入特定文本框里。
[0094] 其中1、制定共享通信区即XML格式规则，C#与Python间不同类型数据寻找共通性，便于相互类型转换；2、生成的PPT分析报告模板可维护。因为插入对象位置完全基于每个幻灯片中文本框顺序，一旦发生模板更改，涉及文本框数量及顺序变更，因此结合栈来控制文本框的选择，提高程序对模板的适用度。3、对Abaqus生成图片的截取。Abaqus生成的结果图片为完全区域，PPT中只截取其中关注部分，利用C#不安全代码技术，通过
临界点推算的方式动态计算图片中心区域并截取。
[0095] 具体的，2a)中的Python的版本与1a)中的Abaqus内置的Python版本对应。基于Python语言，对多种轮胎方案的Abaqus有限元分析结果自动提取图片(轮廓图、接地印痕图、胎肩应力分布图等)、自动提取数据(轮胎下沉量、充气前/后外轮廓尺寸、带束层张力等)、自动绘制曲线(刚度曲线、接地压力分布曲线、带束层帘线张力曲线)等。
[0096] 一种基于Abaqus的自动后处理系统，自动获取轮胎各项后处理结果(例如，单元网格分布图、外轮廓尺寸、轮胎充气前/厚轮廓对比图、接地印痕图、刚度曲线、带束层帘线张力曲线、耐久性数据、胎肩应力分布图等)，并将所有的分析结果自动制作成PPT有限元分析报告。对于5种方案的轮胎分析，原本至少需要一周时间完成数据整理及PPT分析报告，普通计算机上该系统在10分钟以内即可完成，极大地提高了研发效率。本系统简单方便、执行效率高，数据准确可靠，将CAE工程师从繁杂重复的工作中解脱出来，将更多的时间和精力用于研发新产品上。本系统不仅可以自动处理海量的ODB文件数据，自动生成PPT有限元分析报告，而且可以将PPT中不出现的所有分析结果全部提取出来，放在文件夹中供使用者随时查看。
[0097] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
