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自然语言驱动自动化建模及仿真

自然语言描述 自动化建模 自动化仿真
2025年3月 - 2025年4月

项目简介

开发基于SolidWorks和Abaqus的CAD/CAE一键自动化系统,通过Tkinter界面接收用户参数输入,实现模型参数修改→STEP文件导出→Abaqus前处理(建模/材料/载荷/网格/作业)全流程自动化。

个人职责

负责SolidWorks模型的自动参数化修改、STEP文件的导出以及调用Abaqus实现前处理自动化,同时开发基于Tkinter的图形化界面,用于解析、校验和反馈用户输入的尺寸参数,确保整个CAD到CAE的自动化流程准确高效运行。

项目内容

技术背景:项目结合了机械设计和有限元分析领域的实际需求,采用Python与COM技术实现CAD软件(SolidWorks)与CAE软件(Abaqus)的无缝对接,通过正则表达式和Tkinter实现用户输入的智能解析和交互,有效减少了人为操作时间,提高了模型设计改善的效率,并推动了CAD-CAE集成自动化技术的发展。

关键技术:

(1)SolidWorks自动化操作

利用Python的win32com.client和pythoncom模块,通过COM接口实现与SolidWorks的连接及模型文件的打开。通过自然语言描述转化为对模型中的关键尺寸参数(蒙皮厚度、蒙皮长度、桁架高度、框高度)的赋值,结合单位转换(毫米转米)和ForceRebuild3方法进行模型重建。

(2)用户界面与参数解析

基于Tkinter构建图形化界面,实现命令行输入、日志输出和弹窗提示,增强用户交互体验。运用正则表达式解析用户输入文本,提取各项尺寸参数,并通过预设范围进行校验,确保输入参数的有效性与安全性。

图1 自然语言对话内容

 

(3)STEP文件导出与自动化联动

通过SolidWorks模型的SaveAs方法,将修改后的模型导出为STEP格式,同时自动生成文件存储路径并记录导出结果。利用Python的os模块进行路径和目录管理,并使用subprocess模块调用Abaqus启动脚本,实现从CAD导出到CAE前处理的无缝对接。

(4)Abaqus前处理自动化实现

使用Abaqus内置Python接口,从STEP文件中导入几何体,自动生成零件模型,设置材料属性(如钢材的弹性模量和泊松比)和截面属性。构造装配体和静力学分析步,自动施加压力载荷和边界条件,完成网格划分,并创建有限元分析作业,实现前处理流程的全自动化。

项目成果展示:

图2 窗口界面展示

 

图3 自然语言建模及仿真流程

 

图4 操作流程展示