Abaqus Python脚本生成3D随机球形骨料的实践

1 模型

一个100*100*100mm的方块基体内，存在着3种直径的骨料，分别为10mm，4mm，1mm。跟2D的一样，只是维度变了。

2 cae建模

2.1 打开cae，运行pythonReader

   还是先在cae里建模，大家应该看得出，写脚本的套路都是一样的，现在cae里操作找函数然后改写。今天就不在rpy里写了，我们打开cae之后，直接打开pythonReader，没有这个工具的，看我之前一篇专栏，评论区置顶有这个阅读器的下载链接。非常好用。打开之后，就是这个样子的。有个一直置顶的，时刻展示rpy文件的内容。

2.2 画基体

   首先建模，肯定是要画基体对不对，先把基体的函数弄出来。

   然后不用我多说了吧，拷贝到开发环境下，改写一下，把重复的命令去掉，没用的命令去掉，变量赋值等等。

   写完之后，如下，这个相必大家应该都没什么疑问了，改写的方法有很多种。尽量简单易读一点：

2.2 画骨料

   大家可能遇到的困难就在于此，骨料的Part怎么画，先放个图。看一下成品。

   说实话，如果有人能直接在Part里画出这样的，一定要教教我，我交学费。正常人在Part里都无从下手，所以当你在这里碰壁的时候，无法下手的时候，不如换个角度想。我们part里难做，但是assembly里是很容易实现的呀，是不是这个道理。只需要在assembly里装配成这个样子不就行了？？？你管他是几个，几十几百个Part，全导入assembly，有多少装多少。如果你这么一想的画，事情突然就变得简单起来。只需要画3个不同直径的球形骨料就行了。

   我们在cae里先画个骨料。然后找函数：

   把这些乱起八糟的东西都复制到开发环境下，改一改，加个循环，生成3不同直径的球。

   测试一下，程序没有问题。（大家先过一遍思路，然后自己尝试着做，如果有不明白的地方，再看我的程序）

2.3 导入Assembly

   把基体和测试的球都导入到Assembly里。观察函数是什么。

   同样的办法，改写一下，这两句比较简单。

2.4 移动

   这是cae操作的最后一步，也是最最最重要的一步，因为我们到现在还没说到是如何实现随机的。没错，就是通过assembly的移动命令。如果对每个骨料都进行移动，且移动命令的x、y、z坐标是随机的，那么不就是相当于生成随机的骨料了嘛。

   如果大家有还没明白的地方，继续往下看，到后面你就明白了。

   还是同样的办法，在cae里移动，记录函数。

   然后改写，其实就是一行命令：

   到此为止，我在cae的操作已经全部完成了。剩下的内容，就是算法实现了，我们需要置顶的函数都已经完全记录下来了。大家如果看到这里，已经明白怎么写了，请停一停，自己尝试一下。如果还有点懵的，继续往下看。

3 算法实现

   其实到这里，我个人感觉跟2D的已经没什么区别了，唯一的不同就是2D可以直接建模，而3D需要借助于assembly。其他的接触判断，其实就是比2D多了一个维度而已。好，我们继续往下写：

   这里的交叉判断函数我是把之前的2D函数直接拿来用的，就是稍作修改，因为距离的计算多了个维度。先生成一下直径为10的球，测试一下程序。

   测试结果如下，球体之间并无接触，所以程序是没问题的

   完全同样的办法，把生成直径4和1mm的程序写出来。细心的小伙伴应该发现了，这几个写法上是神似的，这种完全可以封装成函数，让你的代码看起来更加的精炼。我这里没有做了，大家可以自己想想，怎么写的又简单而又好看。

   到此为止 ，我们的整个脚本就写完了，测试一下：

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