如何开始使用 API - 优化节点中的组件 04

第一步

我们建议先阅读教程 如何开始使用 API - 基础知识 01，该教程将介绍 API 的基本概念以及如何配置环境。

Connection 文件 

本示例基于教程 如何开始使用 API - 导入模板并运行计算 03 中创建的文件。

请下载文件 tutorial 03 with template-new.ideaCon。

我们希望优化节点的组件（焊缝、直径及螺栓数量）。优化结果为节点的造价，并以图表的形式直观呈现。

Python 客户端

在 CMD 中于正确的 IDEA StatiCa 文件夹内运行"IdeaStatiCa.ConnectionRestApi.exe"，然后打开您选择的 IDE 工具。

• 新建一个文件并 导入所需的包，以启用计算功能并与本地主机 URL 建立连接。 

源代码：

## 导入 API 包
from ideastatica_connection_api.models.con_calculation_parameter import ConCalculationParameter
from ideastatica_connection_api.models.idea_parameter_update import IdeaParameterUpdate

## 与 baseUrl 建立连接
import ideastatica_connection_api.connection_api_service_attacher as connection_api_service_attacher
from ideastatica_connection_api.models.con_calculation_parameter import ConCalculationParameterfrom ideastatica_connection_api.models.con_production_cost import ConProductionCost

#附加包
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
from typing import Concatenate

• 通过变量"baseUrl"配置日志记录，该变量将调用您的本地主机。第二步，配置您的 IDEA StatiCa Connection 文件的绝对路径。

## 配置日志记录
baseUrl = "http://localhost:5000"

## 包含 Python 脚本和 Connection 模块的文件夹的绝对路径
project_file_path = r"C:\Users\AlexanderSzotkowski\Documents\IDEA\API\Tutorial 04\tutorial 03 with template -new.ideaCon"
print(project_file_path)

• 将客户端与已运行的服务配对。使用 try/except 块——当 try 块引发错误时，将执行 except 块。第一阶段需要打开项目并获取项目 ID，该 ID 对每个 IDEA StatiCa 项目是唯一的。然后选择文件中存储的第一个节点。

# 创建连接到已运行服务的客户端
with connection_api_service_attacher.ConnectionApiServiceAttacher(baseUrl).create_api_client() as api_client:
    try:
        # 打开项目
        print("Opening project %s" % project_file_path)
       #api_client.project.active_project_id  - 已打开项目的 ID
       openedProject = api_client.project.open_project_from_filepath(project_file_path)      

       #openedProject.connections = [  {Con1}, {Con2}, {Con3} ....      ]
       firstConId = openedProject.connections[0].id
       activeProjectId = api_client.project.active_project_id
       print("Active project ID: %s" % activeProjectId)

• 从 ideaCon 文件中获取所有所需的参数（螺栓数量、直径、焊缝尺寸、螺栓组件）

       #从 ideaCon 文件获取参数
       include_hidden = True
       parameters = api_client.parameter.get_parameters(activeProjectId, firstConId, include_hidden=include_hidden)       
       #从 ideaCon 文件获取默认值
       #螺栓直径
       boltParameter = parameters[3]
       #print('bolt ',boltParameter.value)
       #螺栓排数
       rowParameter = parameters[11]
       #print('row ',rowParameter.value)
       #焊缝尺寸
       weldParameter = parameters[28]
       #print('weld ',weldParameter.value)
       #螺栓组件
       boltAssemblyParameter = parameters[29]
       #print('bolt assembly ',boltAssemblyParameter.value)

• 我们希望仅在所有部件（板件、焊缝、螺栓）的计算结果均为 100% 满足时才获取结果，因此需要将在极限应变处停止设置为True。结果将存储在名为 matrix 的列表中，随后用于显示图表。

       #设置
      updateSettings = api_client.settings.get_settings(api_client.project.active_project_id)

       from typing import Dict
       updateSettings: Dict [str, object] = {
        "calculationCommon/Analysis/AnalysisGeneral/Shared/StopAtLimitStrain@01" : True,
        "calculationCommon/Checks/Shared/LimitPlasticStrain@01" : 0.05        
             }
       api_client.settings.update_settings(api_client.project.active_project_id, updateSettings)  

       #最终结果数据库
       matrix = []             

• 现在，我们开始循环，依次改变焊缝尺寸（从 t = 8 mm 到 5 mm）、螺栓直径（从 M16 到 M12）以及排数（从 3 排到 1 排）。数值 8、M16 和 3 均取自 ideaCon 文件。计算过程中的结果将打印在屏幕上，并同时添加到结果列表中。

       #在给定排数和螺栓条件下循环遍历焊缝
       for row in range(rowParameter.value,1, -1):
           #print ('Number of bolt rows is', row)
           for bolt in range(int(1000*boltParameter.value), 12,-2):               

               for weld in range(int(1000*weldParameter.value), 5,-1):                   

                   par_row = IdeaParameterUpdate()            # 创建新实例
                   par_row.key = rowParameter.key
                   par_row.expression = str(row)                    

                   par_bolt = IdeaParameterUpdate()            # 创建新实例
                   par_bolt.key = boltParameter.key
                   par_bolt.expression = str(bolt/1000)  # 递减表达式                                                        

                   par_boltAssembly = IdeaParameterUpdate()            # 创建新实例  
                 par_boltAssembly.key = boltAssemblyParameter.key
                 par_boltAssembly.expression = str('M'+ str(bolt) + ' 8.8')                                 

                   par_weld = IdeaParameterUpdate()            # 创建新实例
                   par_weld.key = weldParameter.key
                   par_weld.expression = str(weld/1000)  # 递减表达式

                   updateResponse = api_client.parameter.update(activeProjectId, firstConId, [par_row, par_bolt, par_boltAssembly, par_weld]  )
                   updateResponse.set_to_model                                 

                   # 检查参数是否更新成功
                   if updateResponse.set_to_model == False:
                  print('Parameters failed: %s' % ', '.join(updateResponse.failed_validations))

                   #设置分析类型
                   ConCalculationParameter.analysis_type = "stress_strain"                        

                   conParameter = ConCalculationParameter()
                   conParameter.connection_ids = [ firstConId ]
                   summary = api_client.calculation.calculate(activeProjectId, conParameter.connection_ids)                    

                  # 计算完成后获取结果，存储至单独文件并打印当前结果          
                   results = api_client.calculation.get_results(activeProjectId, conParameter.connection_ids)
                 CheckResSummary = results[0].check_res_summary
                  costs = api_client.connection.get_production_cost(api_client.project.active_project_id, firstConId)

                   api_client.project.download_project(activeProjectId, r'C:\Users\AlexanderSzotkowski\Documents\IDEA\API\Tutorial 04\tutorial 03 with template-updated.ideaCon')

                   if CheckResSummary[0].check_status == False:
                      break

                   if CheckResSummary[0].check_status == True:
                    print (row,'rows of', bolt, 'bolts', 'and weld size ',par_weld.expression,' results are OK. Costs: ', costs.total_estimated_cost)
                    values= [row, bolt,par_weld.expression,costs.total_estimated_cost]
                    #print(values)
                    matrix.append(values)                   

                   else:
                     print ('Iteration %i failed' % weld)

               else:
                     print ('Iteration %i for weld failed' % weld)                    

           else:
                  print ('Iteration %i for bolts failed' % bolt)                 

       else:
           print ('Iteration %i for rows failed' % row)

• 最后一部分是根据计算结果生成图表。 

           #根据结果创建图表
           # 从矩阵中提取数值          
           flat = [x for row in matrix for x in row]
           rows = flat[0::4]
           #print('rows', rows)
           diameter = flat[1::4]
           #print('diammeter', diameter)  
           weld = flat[2::4]
           #print('weld', weld)
           costs = flat[3::4]  
           #print('costs', costs)
           s = 50

           fig, ax = plt.subplots( )
           # 使用循环根据直径和排数以不同标记绘制每个点
           for weldi, costsi, rowsi, diameteri in zip(weld, costs, rows, diameter):

            if diameteri == 16 and rowsi == 3:
                    marker_style = 'o'
                    col = 'blue'

            elif diameteri == 16 and rowsi == 2:
                    marker_style = 'o'
                    col = 'red' 

            elif diameteri == 14 and rowsi == 3:
                    marker_style = '+'
                    col = 'blue'

            elif diameteri == 14 and rowsi == 2:
                    marker_style = '+'
                    col = 'red' 

            else:
                    marker_style = 'D'
                   col = 'black'                  

            ax.scatter(weldi, costsi, s, marker=marker_style, c=col)           

           ax.set_ylim([min(costs)-10, max(costs)+10])

           #ax.legend()
           plt.text(0, 90, 'red "x" 2 rows of M12', fontsize=10, color='red', ha='left', va='center')
           plt.text(0, 92, 'blue "x" 3 rows of M12', fontsize=10, color='blue', ha='left', va='center')
           plt.text(0, 94, 'red "+" 2 rows of M14', fontsize=10, color='red', ha='left', va='center')
           plt.text(0, 96, 'blue "+" 3 rows of M14', fontsize=10, color='blue', ha='left', va='center')
           plt.text(0, 98, 'red "dot" 2 rows of M16', fontsize=10, color='red', ha='left', va='center')
           plt.text(0, 100, 'blue "dot" 3 rows of M16', fontsize=10, color='blue', ha='left', va='center')

           ax.set_title("Costs")
           ax.set_ylabel('Costs in €')
           ax.set_xlabel('Welds in m')
           ax.axhline(0, color='grey', linewidth=0.8)
           ax.grid(True)
           plt.show()

如您所见，在本案例中，最经济的节点方案为采用 6 mm 焊缝及三排 M14 螺栓。