-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 0
/
fio.py
252 lines (227 loc) · 12 KB
/
fio.py
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
fio - Отдельный модуль для работы с файлами конструкций
"""
import sys
from .structure import Force, LineStructure
from .structure import Spring
from .structure import Node
def save_model(line_struct: LineStructure, file_name, comment=''):
"""Сохранить модель конструкции"""
# Открываем файл на запись
file = open(file_name, 'w', encoding='utf8')
# Переопределяем стандартный вывод
sys.stdout = file
# Выводи комментарий к модели, если он существует
if comment:
print(f'# {comment}')
# Выводим описание файла
print("# Файл представляет собой модель конструкции из КЭ\n")
# Первым блоком будет блок описания узлов
# Заголовок блока
print("Nodes:")
# Обходим все узлы в конструкции
for i, node in enumerate(line_struct.grid):
# Выводим индекс узла и его расположение в глобальной СК
print(f'\t{i+1} {node.x:.2f} {node.y:.2f}')
# Дальше идёт описание конечных элементов
# Заголовок блока
print("\nElements:")
# Проходим все конечные элементы
for i, el in enumerate(line_struct.items):
# Получаем индексы улов текущего элемента
N1 = el.n1.pos
N2 = el.n2.pos
# В зависимости от вида КЭ у него могут быть разные параметры
# Только C в случае пружинки и EF в случае стержня
# Строка параметров элемента
param = ''
# Если это пружинка
if isinstance(el, Spring):
# Выводим только её жесткость
param = f'{el.C:.2f}'
else:
# Это стержень
param = f'{el.E:.2f} {el.A:.2f}'
# Для одного элемента выводим
# i - индекс элемента в массиве
# N1 - номер первого узла
# N2 - номер второго узла
# param - параметры элемента
print(f'\t{i+1} {N1+1} {N2+1} {param}')
# Дальше записываем где находятся заделки
print("\nPinning:")
# Обходим все узлы
for i, node in enumerate(line_struct.grid):
# Если в текущем узле заделка
if node.u == 0 and node.v == 0:
# Выводим номер этого узла
print(f'\t{i+1}')
# Дальше нужно указать точечные усилия в узлах
# Переменная флаг, мы вообще имеем усилия в узла?
is_have = False
# Обходим все узлы
for i, node in enumerate(line_struct.grid):
# Обходим все усилия, приложенные к узлу
for F in node.forces:
# Если мы тут, то в конструкции точно есть усилия
# Если до этого не попадались
if not is_have:
# Выводим заголовок
print('\nPoint_Forces:')
# Поднимаем флаг - говорим что усилия есть
is_have = True
# Выводим индекс узла и значения силы
print(f"\t{i} {F.x:.2f} {F.y:.2f}")
# Дальше указываем распределенные нагрузки в элементе
# Переменная флаг, мы вообще имеем распределённую нагрузку в конструкции?
is_have = False
# Обходим все элементы конструкции
for i, el in enumerate(line_struct.items):
# Обходим все распределённые усилия в элементе
for q1, q2 in el.q:
# Если мы тут, то в конструкции точно есть распределёнка
# Если до этого не попадались
if not is_have:
# Выводим заголовок
print('\nDistributed_Forces:')
# Поднимаем флаг - говорим что распределённая нагрузка есть
is_have = True
# Выводим индекс элемента и нагрузки в его начале и в конце
print(f'\t{i+1} {q1.x:.2f} {q1.y:.2f} {q2.x:.2f} {q2.y:.2f}')
# Закрываем файл
file.close()
# Возвращаем стандартный вывод
sys.stdout = sys.__stdout__
def get_block(block, file_name):
"""Загрузить блок данных из файла"""
# Открываем файл на чтение
file = open(file_name, 'r', encoding='utf8')
# Проходим все строки файла
for line in file:
# Если строка начинается с загоовка блока
if line.strip().startswith(block):
# перестаём перебирать строки
break
# Результирующий массив данных из блока
res_data = []
# Проходим все строки файла
for line in file:
# Если строка НЕ начинается с симола табуляции,
# то значит блок завершён
if not line.startswith('\t'):
# Завершаем перебирать строки
break
else:
# Строка начинается с символа слеша
# Проверяем не является ли строка комментарием
if line.strip().startswith("#"):
# Это комментарий - переходим к следующей строке
continue
# Получаем данные из этой строки
# Все данные разделены пробелами
# метод сплит вернёт массив подсрок
data = line.strip().split()
# Добавляем данные из строки к данным блока
res_data.append(data)
# Закрываем файл
file.close()
# Возвращаем данные из блока
return res_data
def load_model(file_name):
"""Загрузка модели из файла"""
# Заготовка модели
line_struct = LineStructure()
# Сначала получаем блок - узлы
nodes = get_block("Nodes", file_name)
# Проходим полученные данные, для преобразования к нужным типам
for index in range(len(nodes)):
# Первый элемент - это индекс 'i' - целое число
nodes[index][0] = int(nodes[index][0])
# Второй элемент - это координата 'x'- вещественное число
nodes[index][1] = float(nodes[index][1])
# Третий элемент - это координата 'y'- вещественное число
nodes[index][2] = float(nodes[index][2])
# Пройдём отсортированный массив
for i, x, y in sorted(nodes):
# Создаём новый узел
n = Node(x=x, y=y)
# Сохраняем позицию узла
n.pos = i-1
# Вставляем узел в массив узлов
# В позицию i
line_struct.grid.insert(i-1, n)
# Дальше проходим элементы
elements = get_block("Elements", file_name)
# Проходим полученные данные, для преобразования к нужным типам
for el in elements:
# С первого по 3ий параметры - это целые числа
for i in range(3):
el[i] = int(el[i])
# Остальные элементы - это вещественные числа
for i in range(3, len(el)):
el[i] = float(el[i])
# Проходим элементы и добавляем их к конструкции
for el in sorted(elements):
# Разбиваем строку элемента на параметры
i, N1, N2, *param = el
# Получаем объекты узлов
node1 = line_struct.grid[N1-1]
node2 = line_struct.grid[N2-1]
if len(param) == 1:
# Если в параметрах только один элемент
# То это пружинка, используем соответствующий метод
C = param[0]
line_struct.add_spring(C=C, n1=node1, n2=node2)
else:
# Иначе это стержень, который имеет
# Модуль Юнга
E = param[0]
# Площадь поперечного сечения
A = param[1]
# Добавляем стержень к конструкции
line_struct.add_rod(E=E, A=A, n1=node1, n2=node2)
# Дальше обрабатываем заделки
pinning = get_block("Pinning", file_name)
# Обходим узлы, в которых находятся заделки
for n in pinning:
# Преобразуем индекс узла к целому числу
i = int(n[0])-1
# Получаем индекс с нужным индексом
node = line_struct.grid[i]
# Добавляем заделку в этот узел
line_struct.add_pinning(node)
# Получаем точечные усилия в узлах
point_forces = get_block("Point_Forces", file_name)
# Проходим точечные усилия и добавляем их к конструкции
for i, Fx, Fy in point_forces:
# преобразуем параметры в нужные типы
# индекс - целое число
i = int(i)
# Усилие - вещественное число
Fx = float(Fx)
Fy = float(Fy)
# Объект силы
F = Force(Fx, Fy)
# Получаем узел с нужным индексом
node = line_struct.grid[i]
# Добавляем усилие к узлу
line_struct.add_point_force(node=node, value=F)
# Получаем распределённые нагрузки
distributed_forces = get_block("Distributed_Forces", file_name)
# Проходим данные об распределённых усилиях и добавляем их к конструкции
for i, f1x, f1y, f2x, f2y in distributed_forces:
# Преобразуем данные к нужным типам
# индекс элемента - целое число
i = int(i)-1
# Усилия в начале и в конце элемента - вещественные числа
f1x, f1y, f2x, f2y = map(float, [f1x, f1y, f2x, f2y])
# Превращаем числа в обхекты сил
q1 = Force(f1x, f1y)
q2 = Force(f2x, f2y)
# Получаем элемент с нужным индексом
el = line_struct.items[i]
# Добавляем распределёнку к системе
line_struct.add_linear_distributed_force(el=el, q1=q1, q2=q2)
# В конце возвращаем собранный объект конструкции
return line_struct