本人最近遇到一个问题，要对Hypermesh中的四面体抽壳，所以用Python做了一个四面体抽壳的工具，写博客记录一下。
首先在Hypermesh中导出K文件，接下来的所有操作都是基于K文件进行的，Hypermesh导出K文件如下图：
Hypermesh导入K文件如下图：
第一步，逐行读取K文件，识别K文件中的单元类型。
一般情况下K文件含有2种二维单元（shell）：三角形和四边形；含有3种三维单元（solid）：四面体，六面体，八面体。
from itertools import combinations
import re
from ToolBox import My_write,My_deletfile,My_recgnize,My_f_write,Find_max_ID
def read_k_file(filename):
i = 1
shell_num = 0
solid_num = 0
pp = ""
with open(filename,"r") as F:
while True:
Line=F.readline()
if Line:
pp = pp + Line
if "*ELEMENT_SHELL" in Line:
shell_num=shell_num+1
elif "*ELEMENT_SOLID" in Line:
solid_num=solid_num+1
else:
break
return pp,shell_num,solid_num
#pp是K文件全部内容，shell_num是shell数量，solid_num是solid数量
函数返回值为包含整个K文件的字符串，shell数量和solid数量，用于判断文件中书否含有待处理的四面体
第二步，分割K文件
将K文件分割为几部分：
文件头（head），文件尾（button），根据具体情况将具体单元信息分割为几部分（shell_3,shell_4;solid_4,solid_6,
solid_8），分别存入几个文件中，以待后用
def split_file(pp,shell_num,solid_num):
My_deletfile("shell_3.k")
My_deletfile("shell_4.k")
My_deletfile("shell_temp.k")
My_deletfile("solid_4.k")
My_deletfile("solid_6.k")
My_deletfile("solid_8.k")
My_deletfile("solid_temp1.k")
My_deletfile("solid_temp2.k")
My_deletfile("solid_temp3.k")
#首先清除所有中间文件
if shell_num:
head = re.compile(r'(.*?)\n\*ELEMENT_SHELL.*?END', re.S)
My_write(head,pp,"head.k")
#提取文件头
if shell_num==2:
#如果shell_num=2，说明K文件中有全部两种shell单元，三角形在前，四边形在后，依次输出即可
shell_3 = re.compile(r'\*ELEMENT_SHELL\n(.*?)\n\*ELEMENT_SHELL.*?END', re.S)
My_write(shell_3,pp,"shell_3.k")
print("三角形输出完毕")
shell_4 = re.compile(r'\*ELEMENT_SHELL.*?\*ELEMENT_SHELL\n(.*?)\n\*.*?END', re.S)
My_write(shell_4,pp,"shell_4.k")
print("四边形输出完毕")
elif shell_num==1:
#如果shell_num=1，说明只有一种shell单元，可能是三角形，也可能是四面体，这时需要先写入到临时文件中进一步判断
shell_temp = re.compile(r'\*ELEMENT_SHELL\n(.*?)\n\*.*?END', re.S)
My_write(shell_temp, pp, "shell_temp.k")
My_recgnize("shell_temp.k")#进一步判断单元类型
else:
#shell_num=0,即没有面单元，如果有体单元，则头文件为*ELEMENT_SOILD之前的部分；如果也没有体单元，则输出警告
if solid_num:
head = re.compile(r'(.*?)\n\*ELEMENT_SOLID.*?END', re.S)
My_write(head, pp, "head.k")
else:
print("没有体单元，也没有面单元")
if solid_num:
if solid_num==3:
#如果文件中含全部三种体单元，按四面体，六面体，八面体的顺序输出即可，否则需要先写入临时文件，进一步判断
solid_4=re.compile(r'\*ELEMENT_SOLID\n(.*?)\n\*ELEMENT_SOLID.*?\*ELEMENT_SOLID.*?\*.*?END',re.S)
My_write(solid_4,pp,"solid_4.k")
print("四面体输出完毕")
solid_6 = re.compile(r'\*ELEMENT_SOLID\n.*?\n\*ELEMENT_SOLID\n(.*?)\n\*ELEMENT_SOLID.*?\*.*?END', re.S)
My_write(solid_6, pp, "solid_6.k")
print("六面体输出完毕")
solid_8 = re.compile(r'\*ELEMENT_SOLID\n.*?\n\*ELEMENT_SOLID.*?\*ELEMENT_SOLID\n(.*?)\n\*.*?END', re.S)
My_write(solid_8, pp, "solid_8.k")
print("八面体输出完毕")
button = re.compile(r'\*ELEMENT_SOLID.*?\*ELEMENT_SOLID.*?\*ELEMENT_SOLID.*?(\*.*?END)', re.S)
My_write(button,pp,"button.k")
elif solid_num==2:
solid_temp1 = re.compile(r'\*ELEMENT_SOLID\n(.*?)\n\*ELEMENT_SOLID.*?\*.*?END', re.S)
My_write(solid_temp1, pp, "solid_temp1.k")
My_recgnize("solid_temp1.k")
solid_temp2 = re.compile(r'\*ELEMENT_SOLID.*?\*ELEMENT_SOLID\n(.*?)\n\*.*?END', re.S)
My_write(solid_temp2, pp, "solid_temp2.k")
My_recgnize("solid_temp2.k")
button = re.compile(r'\*ELEMENT_SOLID.*?\*ELEMENT_SOLID.*?(\*.*?END)', re.S)
My_write(button, pp, "button.k")
elif solid_num==1:
solid_temp3 = re.compile(r'\*ELEMENT_SOLID\n(.*?)\n\*.*?END', re.S)
My_write(solid_temp3, pp, "solid_temp3.k")
My_recgnize("solid_temp3.k")
button = re.compile(r'\*ELEMENT_SOLID.*?(\*.*?END)', re.S)
My_write(button, pp, "button.k")
else:
print("没有体单元")
用到的函数：
#删除文件函数
def My_deletfile(filename):
if os.path.exists(filename):
# 删除文件，可使用以下两种方法。
os.remove(filename)
# os.unlink(my_file)
print("成功删除文件：%s" %filename)
else:
print('不存在文件:%s' % filename)
#进一步判断单元类型
def My_recgnize(filename):
with open(filename,"r",encoding="utf-8") as f:
Line=f.readline()
lline=Line.split()
print(lline)
content = f.read()
if len(lline)==6:
if lline[5]==lline[4]:
with open("shell_3.k","w",encoding="utf-8")as F :
F.write(content)
print("三角形输出完毕")
elif lline[4]!=lline[5]:
with open("shell_4.k","w",encoding="utf-8")as F :
F.write(content)
print("四边形输出完毕")
else:
print("都不是")
if len(lline)==10:
if lline[8]==lline[6]==lline[7]:
with open("solid_4.k", "w", encoding="utf-8")as F:
F.write(content)
print("四面体输出完毕")
elif lline[7]==lline[6] and lline[8]!=lline[7]:
with open("solid_6.k", "w", encoding="utf-8")as F:
F.write(content)
print("六面体输出完毕")
else:
with open("solid_8.k", "w", encoding="utf-8")as F:
F.write(content)
print("八面体输出完毕")
第三步，四面体抽壳和重新封装K文件
首先选择文件保存目录，并将头文件先存入目标文件。
如果原文件含三角形，则先写入，然后对四面体抽壳并将结果写入目标文件；如果没三角形，则直接将四面体抽壳的结果写入。
四面体抽壳：
逐行读取第二步中得到的solid_4文件，数据格式如下：
3177856 2009 3093371 3080613 3093375 3080578 3080578 3080578 3080578 3080578
共10列数据，每列8位，其中第一列为单元ID，第二行为componentID，3~10列为组成单元的8个NodeID。我们可以看到四面体的第5~8个NodeID相同，因此取1~4个NodeID进行排列组合。
之后将其他单元和文件尾按顺序写入即可
重组主函数：
def Reorder(filename):
My_deletfile(filename)
with open(filename,"a",encoding="utf-8") as f:
Write_orign("head.k",f)
Write_orign("shell_3.k",f)
Write_orign("shell_4.k", f)
Write_orign("solid_4.k", f)
Write_orign("solid_6.k", f)
Write_orign("solid_8.k", f)
Write_orign("button.k", f)
写入文件函数：
def Write_orign(filename,f):
try:
with open(filename,"r",encoding="utf-8") as Orign:
if filename == "shell_3.k":
f.write("*ELEMENT_SHELL"+"\n")
solid2shell(f)
elif filename == "shell_4.k":
f.write("*ELEMENT_SHELL" + "\n")
elif filename == "solid_4.k" or filename == "solid_6.k" or filename == "solid_8.k":
f.write("*ELEMENT_SOLID"+"\n")
f.write(Orign.read()+"\n")
except:
if filename=="shell_3.k":
f.write("*ELEMENT_SHELL"+"\n")
solid2shell(f)
print("文件%s" %filename+"不存在")
四面体抽壳函数：
def solid2shell(f):
MAX_ID=max(Find_max_ID("shell_3.k",0),Find_max_ID("shell_4.k",0),Find_max_ID("solid_4.k",0),
Find_max_ID("solid_6.k",0),Find_max_ID("solid_8.k",0))
MAX_comp_ID = max(Find_max_ID("shell_3.k", 1), Find_max_ID("shell_4.k", 1), Find_max_ID("solid_4.k", 1),
Find_max_ID("solid_6.k", 1), Find_max_ID("solid_8.k", 1))
with open("solid_4.k",'r') as solid:
k = 1
while True:
line = solid.readline()
if line:
line1=line.split()
sort=list(combinations(line1[2:6],3))
for i in range(len(sort)):
My_f_write(MAX_ID+k,f)
k = k + 1
My_f_write(MAX_comp_ID+1,f)
for j in range(len(sort[0])):
My_f_write(int(sort[i][j]),f)
My_f_write(sort[i][2]+"\n",f)
else:
break
寻找最大partID和conponentID函数：
def Find_max_ID(filename,num):
try:
with open(filename,"r",encoding="utf-8") as f:
ID=[0,0]
while True:
line=f.readline()
if line:
Line=line.split()
try:
ID[0]=int(Line[num])
if ID[0]>ID[1]:
ID[1]=ID[0]
except:
continue
else:
break
return ID[1]
except:
return 0
按8位格式将数据写入文件函数：
def My_f_write(A,f):
if int(A)>= 0 and int(A)< 10:
f.write(" " * 7 + str(A))
if int(A) >= 10 and int(A) < 100:
f.write(" " * 6 + str(A))
if int(A) >= 100 and int(A) < 1000:
f.write(" " * 5 + str(A))
if int(A) >= 1000 and int(A) < 10000:
f.write(" " * 4 + str(A))
if int(A) >= 10000 and int(A) < 100000:
f.write(" " * 3 + str(A))
if int(A) >= 100000 and int(A) < 1000000:
f.write(" " * 2 + str(A))
if int(A) >= 1000000 and int(A) < 10000000:
f.write(" " * 1 + str(A))
if int(A) >= 10000000 and int(A) < 100000000:
f.write(str(A))
第五步，制作UI
为了给程序加上UI，我使用了PyQt5库。同时还对前文中的一些函数做了更改，但基本的原理没有改变，更改的目的只是让UI更人性化。UI程序如下：
import sys
from PyQt5.QtWidgets import QMainWindow, QPushButton, QApplication,QFileDialog,QMessageBox,QLineEdit,QLabel
from Read_K_File import read_k_file,split_file,Reorder
from PyQt5.QtGui import QIcon,QPixmap,QGuiApplication
from random import randint
from time import clock,sleep
from ToolBox import My_deletfile
class Example(QMainWindow):
def __init__(self):
super().__init__()
self.pp = ""
self.shell_num = 0
self.solid_num = 0
self.initUI()
def initUI(self):
self.inputfile_name = QLineEdit(self)
self.inputfile_name.move(220, 438)
self.inputfile_name.resize(760, 40)
self.outputfile_name = QLineEdit(self)
self.outputfile_name.move(220, 498)
self.outputfile_name.resize(760, 40)
#lable_2=QLabel()
#lable_2.setGeometry(100,500,100,100)
#lable_2.setPixmap(QPixmap("D:\document\Python\GUIdesign\Boom.jpg"))
self.lb1 = QLabel(self)
self.lb1.setGeometry(20, 20, 225, 400)
self.lb2 = QLabel(self)
self.lb2.setGeometry(20+225+20, 20, 225, 400)
self.lb3 = QLabel(self)
self.lb3.setGeometry(20+225+20+225+20, 20, 225, 400)
self.lb4 = QLabel(self)
self.lb4.setGeometry(20+225+20+225+20+225+20, 20, 225, 400)
self.create_fignum()
btn1 = QPushButton("选择待处理K文件", self)
btn1.move(20, 438)
btn1.resize(180,40)
btn2 = QPushButton("选择K文件保存目录", self)
btn2.move(20, 498)
btn2.resize(180,40)
btn3 = QPushButton("第一步：读取K文件", self)
btn3.move(20, 558)
btn3.resize(300,40)
btn4 = QPushButton("第二步：分割K文件", self)
btn4.move(350, 558)
btn4.resize(300, 40)
btn5=QPushButton("第三步：四面体抽壳&&&重组K文件",self)
btn5.move(680,558)
btn5.resize(300, 40)
btn1.clicked.connect(self.buttonClicked)
btn2.clicked.connect(self.buttonClicked)
btn3.clicked.connect(self.Read_K_file)
btn4.clicked.connect(self.Split_K_file)
btn5.clicked.connect(self.Reorder)
self.setGeometry(300, 300, 1000,618 )
self.setWindowTitle('四面体抽壳小程序')
self.setWindowIcon(QIcon("img\Boom.jpg"))
self.show()
self.setFixedSize(self.width(), self.height())
self.gui = QGuiApplication.processEvents
def create_fignum(self):
fig_num = [randint(1, 28)]
while True:
if len(fig_num) <4:
K = randint(1, 28)
if K in fig_num:
continue
else:
fig_num.append(K)
else:
break
self.lb1.setPixmap(QPixmap("img/" + str(fig_num[0]) + "_1.jpg"))
self.lb2.setPixmap(QPixmap("img/" + str(fig_num[1]) + "_1.jpg"))
self.lb3.setPixmap(QPixmap("img/" + str(fig_num[2]) + "_1.jpg"))
self.lb4.setPixmap(QPixmap("img/" + str(fig_num[3]) + "_1.jpg"))
def buttonClicked(self):
sender = self.sender()
if sender.text()=="选择待处理K文件":
fileName1, filetype = QFileDialog.getOpenFileName(self,
"选取文件",
sys.path[0],
"K文件(*.k);;txt文件 (*.txt);;所有文件 (*)")
self.statusBar().showMessage(fileName1)
self.inputfile_name.setText(fileName1)
elif sender.text()=="选择K文件保存目录":
self.statusBar().showMessage(sender.text() + ' was pressed')
fileName2, filetype = QFileDialog.getSaveFileName(self,
"选取文件",
sys.path[0],
"K文件(*.k);;txt文件 (*.txt);;所有文件 (*)")
self.statusBar().showMessage(fileName2)
self.outputfile_name.setText(fileName2)
def Read_K_file(self):
if self.inputfile_name.text():
with open(self.inputfile_name.text(),"r") as F:
start=clock()
i=1
line_num=1
pp=''
while True:
self.statusBar().showMessage("开始读取K文件,如有卡顿属于正常现象,稍等即可，不用退出。已读取 "+str(line_num)+" 行")
line_num = line_num + 1
Line = F.readline()
if Line:
pp = pp + Line
if "*ELEMENT_SHELL" in Line:
self.shell_num=self.shell_num+1
elif "*ELEMENT_SOLID" in Line:
self.solid_num=self.solid_num+1
elif "*END" in Line:
self.pp = self.pp + pp
else:
break
if i == 20000:
self.pp=self.pp+pp
pp=''
self.gui()
sleep(0.5)
self.create_fignum()
i=0
i=i+1
endd=clock()
self.statusBar().showMessage("共读取 "+str(line_num)+" 行数据，用时："+str(endd-start)+"秒")
Message="读取K文件完毕!"+"\n"+"共有"+str(self.shell_num)+"种面单元；有"+str(self.solid_num)+"种体单元"
QMessageBox.information(self,"Information",Message,QMessageBox.Yes)
else:
self.Message("请选择待处理K文件！")
def Split_K_file(self):
self.statusBar().showMessage("开始分割K文件")
if self.pp:
split_file(self.pp, self.shell_num, self.solid_num,self.statusBar().showMessage,self.Message)
Message="分割K文件完成！"
QMessageBox.information(self, "Information", Message, QMessageBox.Yes)
else:
self.Message("没有读取文件")
def Reorder(self):
try:
with open("head.k","r") as f:
self.statusBar().showMessage("开始抽壳和重组文件，依然会有失去响应的现象，请少安勿燥")
if self.outputfile_name.text():
Reorder(self.outputfile_name.text(),self.statusBar().showMessage,self.Message,self.create_fignum,self.gui)
Message = "抽壳和重组文件完成！"
QMessageBox.information(self, "Information", Message, QMessageBox.Yes)
else:
self.Message("没选择K文件保存目录")
except:
self.Message("还没有分割K文件！！！")
My_deletfile("shell_3.k")
My_deletfile("shell_4.k")
My_deletfile("shell_temp.k")
My_deletfile("solid_4.k")
My_deletfile("solid_6.k")
My_deletfile("solid_8.k")
My_deletfile("solid_temp1.k")
My_deletfile("solid_temp2.k")
My_deletfile("solid_temp3.k")
My_deletfile("head.k")
My_deletfile("button.k")
def Message(self,message):
reply=QMessageBox.warning(self,"警告",message,QMessageBox.Yes)
if __name__ == '__main__':
app = QApplication(sys.argv)
ex = Example()
sys.exit(app.exec_())
UI中包含了按钮，文本框，图片等元素，都比较简单，有不明白的朋友自行百度即可
第六部，制作exe文件
终于到了最后一步，打包Exe文件，让这个程序运行在没有python的环境下，为此我们需要安装pyinstaller库，这个库直接pip安装就好，这里不再介绍。封装的命令为：pyinstaller -w solid2shell.py，封装后得到一个文件夹，里面有各种dll文件，我们只需要运行solid2shell.exe文件即可。
放一张打包后的文件截图：
其中除了img文件夹都是直接生成的
最后放一张成品截图：
上面的图片知识装饰，没其他作用。
好了，就是这么多了，有需要源代码或者程序的朋友可以私信我