fc-model 1.1.17

Strictly typed object model for Fidesys Case (.fc)

FCModel

Строго типизированная объектная модель для формата Fidesys Case (.fc)

FCModel — это библиотека для чтения/создания/записи файлов формата Fidesys Case (.fc). Она отражает структуру формата в виде Python‑классов, обеспечивает кодирование/декодирование бинарных полей (Base64) и помогает программно собирать и анализировать модели.

Обзор

FCModel предназначена для автоматизации работы с моделями конечных элементов в формате Fidesys Case. Библиотека позволяет:

• Загружать существующие модели из файлов .fc
• Программно создавать новые модели
• Модифицировать параметры материалов, нагрузок, закреплений
• Сохранять изменения в новый файл формата .fc

Поддерживаемые версии Python: ≥ 3.8

Преимущества

FCModel предоставляет значительные преимущества по сравнению с прямым редактированием файлов формата [[Формат_Fidesys_Case|Fidesys Case]]:

• Строгая типизация: Все сущности модели имеют четко определенные типы данных.
• Автоматическое кодирование бинарных данных: Библиотека автоматически обрабатывает Base64-кодирование массивов координат, сеток и других бинарных полей.
• Объектная модель Вместо работы с вложенными JSON-структурами предоставляется удобная объектная модель с понятными методами и свойствами.
• Валидация данных Автоматическая проверка корректности данных при загрузке и сохранении файлов.
• Безопасность операций: Типизированные операции предотвращают случайное повреждение структуры файла.

Установка

pip install fc_model

Либо скачать этот репозиторий и установить из исходников:

python3 -m pip install -e .

Быстрый старт

from fc_model import FCModel

# Загрузка модели из файла
m = FCModel("path/to/model.fc")

# ... чтение/изменение данных модели ...

# Сохранение в файл
m.save("path/to/output.fc")

Если путь не передан в конструктор, создаётся пустая модель с инициализированными коллекциями.

Основные классы

• FCModel: корневой класс модели. Поля соответствуют разделам спецификации: header, coordinate_systems, mesh, blocks, materials, property_tables, loads, restraints, initial_sets, sets, contact_constraints, coupling_constraints, periodic_constraints, receivers, settings.
• FCMesh, FCElement: сетка (узлы/элементы) и элемент. Mesh кодирует/декодирует массивы nids, nodes, elemids, elem_types, elem_blocks, elem_orders, elem_parent_ids, elems.
• FCBlock: блок элементов (связь элементов с материалами и свойствами). Поддерживает опциональные поля steps и material (многошаговая привязка материалов).
• FCCoordinateSystem: система координат (id, type, name, origin, dir1, dir2) с Base64‑кодированием векторов.
• FCMaterial, FCMaterialProperty: материал и его свойства, сгруппированные по разделам (elasticity/common/thermal/...). Поддерживаются константы/табличные зависимости/формулы.
• FCPropertyTable: таблица свойств (SHELL/BEAM/LUMPMASS/SPRING);
• FCLoad, FCRestraint, FCInitialSet: нагрузки, закрепления, начальные условия. Поддерживают массивы назначения apply_to (в т.ч. строку "all"), зависимости компонент и шаги.
• FCSet: узловые/граневые наборы (nodesets, sidesets).
• FCConstraint: контактные/связывающие/периодические ограничения (структуры переносятся как есть, с дополнительными свойствами).
• FCReceiver: набор приёмников результатов.
• FCValue, FCData, FCDependencyColumn: служебные классы для представления значений (массив/формула) и табличных зависимостей (тип + столбцы аргументов).

Константы и таблицы кодов

В модуле реэкспортированы основные карты из доменных модулей, чтобы их можно было импортировать напрямую:

• Материалы (from fc_model import ...):

  • FC_MATERIAL_PROPERTY_NAMES_KEYS, FC_MATERIAL_PROPERTY_NAMES_CODES
  • FC_MATERIAL_PROPERTY_TYPES_KEYS, FC_MATERIAL_PROPERTY_TYPES_CODES

• Нагрузки/ГУ/НУ:

  • FC_LOADS_TYPES_KEYS, FC_LOADS_TYPES_CODES
  • FC_RESTRAINT_FLAGS_KEYS, FC_RESTRAINT_FLAGS_CODES
  • FC_INITIAL_SET_TYPES_KEYS, FC_INITIAL_SET_TYPES_CODES

• Сетка:

  • FC_ELEMENT_TYPES_KEYID, FC_ELEMENT_TYPES_KEYNAME

• Зависимости (FCData):

  • FC_DEPENDENCY_TYPES_KEYS, FC_DEPENDENCY_TYPES_CODES

Пример использования констант:

from fc_model import FC_MATERIAL_PROPERTY_NAMES_KEYS
names = FC_MATERIAL_PROPERTY_NAMES_KEYS["elasticity"]
print(names[0])  # YOUNG_MODULE

Пример: модификация материала

from fc_model import FCModel, FCMaterial, FCMaterialProperty, FCData

m = FCModel("case.fc")
mat_id = next(iter(m.materials))
mat = m.materials[mat_id]

# Добавим свойство плотности (common.USUAL -> DENSITY) как константу
prop = FCMaterialProperty(
    type="USUAL",
    name="DENSITY",
    data=FCData(data="", dep_type=0, dep_data="")
)
mat.properties.setdefault("common", [[]])[0].append(prop)

m.save("case_updated.fc")

Соответствие спецификации

Библиотека полностью соответствует спецификации формата Fidesys Case docs/FidesysCase.md.:

• Структура файла: JSON с бинарными вставками в Base64
• Кодировка: UTF-8
• Версия формата: 3
• Автоматическое кодирование/декодирование бинарных полей
• Поддержка всех разделов спецификации

Обратная связь

Если вы нашли ошибку или у вас есть предложение по улучшению — напишите на [e-mail].

Смотрите так же

• [https://pypi.org/project/fc-model/ FCModel на PyPI]
• [https://github.com/artmihant/fcmodel FCModel на github]