Ansys二次开发中的图形用户界面设计

1. 引言

在工业软件开发中，图形用户界面（GUI）的设计对于提高用户体验和工作效率至关重要。Ansys作为一款广泛应用于工程仿真和分析的软件，其二次开发不仅需要强大的计算能力和算法支持，还需要一个直观、易用的用户界面。本模块将详细介绍如何在Ansys二次开发中设计和实现图形用户界面，包括使用Python和Tkinter库进行界面设计的方法，以及如何将这些界面与Ansys的计算核心进行集成。

2. 基本概念

2.1 GUI的基本组成部分

图形用户界面（GUI）通常包括以下几个基本组成部分：

• 窗口（Window）：用户与应用程序交互的主要容器。

• 控件（Widgets）：如按钮、文本框、标签等，用于接收用户输入和展示信息。

• 布局（Layout）：控件在窗口中的排列方式，常见的布局方式有网格布局、绝对布局、流式布局等。

• 事件处理（Event Handling）：用户操作（如点击按钮、输入文本）触发的事件，以及程序对这些事件的响应。

2.2 Ansys二次开发中的GUI需求

在Ansys二次开发中，GUI的设计需要满足以下需求：

• 用户友好性：界面应简洁明了，易于用户理解和操作。

• 灵活性：界面应能够适应不同的仿真需求，提供可配置的选项。

• 集成性：界面应与Ansys的计算核心无缝集成，确保数据的准确传递和结果的及时展示。

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• 可扩展性：界面应支持未来功能的扩展和优化。

3. 使用Python和Tkinter设计GUI

3.1 Tkinter库简介

Tkinter是Python的标准GUI库，它提供了一套简单易用的控件和事件处理机制，适合快速开发简单的图形用户界面。Tkinter基于Tcl/Tk工具包，支持多种常见的控件，如按钮、文本框、标签、滑动条等。

3.2 创建基本窗口

首先，我们需要创建一个基本的窗口。以下是一个简单的例子，展示了如何使用Tkinter创建一个窗口并设置其标题和大小。

import tkinter as tk



# 创建主窗口

root = tk.Tk()



# 设置窗口标题

root.title("Ansys二次开发GUI示例")



# 设置窗口大小

root.geometry("400x300")



# 运行主循环

root.mainloop()

3.3 添加控件

接下来，我们可以在窗口中添加各种控件。以下是一个示例，展示了如何添加一个标签、一个按钮和一个文本输入框。

import tkinter as tk



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("400x300")



# 创建标签

label = tk.Label(root, text="请输入仿真参数")

label.pack()



# 创建文本输入框

entry = tk.Entry(root)

entry.pack()



# 创建按钮

def on_button_click():

    user_input = entry.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")



button = tk.Button(root, text="开始仿真", command=on_button_click)

button.pack()



# 运行主循环

root.mainloop()

3.4 布局管理

Tkinter提供了多种布局管理器，如pack、grid和place。以下是一个使用grid布局管理器的例子，展示了如何将控件按网格排列。

import tkinter as tk



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("400x300")



# 创建标签

label = tk.Label(root, text="请输入仿真参数")

label.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建文本输入框

entry = tk.Entry(root)

entry.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



# 创建按钮

def on_button_click():

    user_input = entry.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")



button = tk.Button(root, text="开始仿真", command=on_button_click)

button.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 运行主循环

root.mainloop()

3.5 事件处理

事件处理是GUI设计中的关键部分，用户操作（如点击按钮、输入文本）会触发事件，程序需要对这些事件进行响应。以下是一个示例，展示了如何处理按钮点击事件和文本输入事件。

import tkinter as tk



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("400x300")



# 创建标签

label = tk.Label(root, text="请输入仿真参数")

label.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建文本输入框

entry = tk.Entry(root)

entry.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



# 创建按钮

def on_button_click():

    user_input = entry.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")



button = tk.Button(root, text="开始仿真", command=on_button_click)

button.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 创建另一个按钮，用于处理其他事件

def on_other_button_click():

    print("其他按钮被点击")



other_button = tk.Button(root, text="其他功能", command=on_other_button_click)

other_button.grid(row=2, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 运行主循环

root.mainloop()

4. 高级控件和功能

4.1 滑动条（Scale）

滑动条是一种常用的控件，用于选择一个数值范围内的值。以下是一个使用滑动条的例子，展示了如何创建一个滑动条并获取其值。

import tkinter as tk



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("400x300")



# 创建标签

label = tk.Label(root, text="请选择仿真参数")

label.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建滑动条

scale = tk.Scale(root, from_=0, to=100, orient=tk.HORIZONTAL, length=300)

scale.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建按钮

def on_button_click():

    user_input = scale.get()

    print(f"用户选择的参数: {
      
      user_input}")



button = tk.Button(root, text="开始仿真", command=on_button_click)

button.grid(row=2, column=0, padx=10, pady=10)



# 运行主循环

root.mainloop()

4.2 列表框（Listbox）

列表框用于展示多个选项，用户可以从中选择一个或多个。以下是一个使用列表框的例子，展示了如何创建一个列表框并获取用户选择的值。

import tkinter as tk



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("400x300")



# 创建标签

label = tk.Label(root, text="请选择仿真类型")

label.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建列表框

listbox = tk.Listbox(root, height=5)

listbox.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)



# 添加选项

for item in ["结构分析", "流体分析", "电磁分析"]:

    listbox.insert(tk.END, item)



# 创建按钮

def on_button_click():

    selected_items = listbox.curselection()

    for index in selected_items:

        print(f"用户选择的仿真类型: {
      
      listbox.get(index)}")



button = tk.Button(root, text="开始仿真", command=on_button_click)

button.grid(row=2, column=0, padx=10, pady=10)



# 运行主循环

root.mainloop()

4.3 复选框（Checkbutton）和单选按钮（Radiobutton）

复选框和单选按钮用于选择多个或单个选项。以下是一个使用复选框和单选按钮的例子，展示了如何创建这些控件并获取用户选择的值。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("400x300")



# 创建标签

label = tk.Label(root, text="请选择仿真选项")

label.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建复选框

var1 = tk.IntVar()

checkbutton1 = tk.Checkbutton(root, text="使用高级算法", variable=var1)

checkbutton1.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)



var2 = tk.IntVar()

checkbutton2 = tk.Checkbutton(root, text="生成报告", variable=var2)

checkbutton2.grid(row=2, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建单选按钮

label2 = tk.Label(root, text="选择仿真精度")

label2.grid(row=3, column=0, padx=10, pady=10)



var3 = tk.StringVar()

var3.set("低精度")



radiobutton1 = tk.Radiobutton(root, text="低精度", variable=var3, value="低精度")

radiobutton1.grid(row=4, column=0, padx=10, pady=10)



radiobutton2 = tk.Radiobutton(root, text="中精度", variable=var3, value="中精度")

radiobutton2.grid(row=5, column=0, padx=10, pady=10)



radiobutton3 = tk.Radiobutton(root, text="高精度", variable=var3, value="高精度")

radiobutton3.grid(row=6, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建按钮

def on_button_click():

    if var1.get() == 1:

        print("使用高级算法: 是")

    else:

        print("使用高级算法: 否")

    

    if var2.get() == 1:

        print("生成报告: 是")

    else:

        print("生成报告: 否")

    

    print(f"选择的仿真精度: {
      
      var3.get()}")



button = tk.Button(root, text="开始仿真", command=on_button_click)

button.grid(row=7, column=0, padx=10, pady=10)



# 运行主循环

root.mainloop()

5. 集成Ansys计算核心

5.1 Ansys API简介

Ansys提供了一系列的API，可以用于与Python进行交互。这些API包括读取和写入模型数据、运行仿真、获取结果等。以下是一个简单的示例，展示了如何使用Ansys的API读取模型数据。

import ansys.mapdl.core as mapdl



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 读取模型数据

def read_model_data():

    model_data = mapdl_instance.parameters

    print(f"模型数据: {
      
      model_data}")



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("400x300")



# 创建按钮

button = tk.Button(root, text="读取模型数据", command=read_model_data)

button.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 运行主循环

root.mainloop()

5.2 与Ansys进行数据交换

在Ansys二次开发中，GUI界面与Ansys的计算核心之间的数据交换是非常重要的。以下是一个示例，展示了如何通过用户输入的参数来调用Ansys的仿真功能。

import tkinter as tk

import ansys.mapdl.core as mapdl



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("400x300")



# 创建标签

label = tk.Label(root, text="请输入仿真参数")

label.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建文本输入框

entry = tk.Entry(root)

entry.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



# 创建按钮

def on_button_click():

    user_input = entry.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 调用Ansys的仿真功能

    mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

    result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

    print(f"仿真结果: {
      
      result}")



button = tk.Button(root, text="开始仿真", command=on_button_click)

button.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 运行主循环

root.mainloop()

5.3 显示Ansys仿真结果

在仿真完成后，用户通常需要查看仿真结果。以下是一个示例，展示了如何在GUI界面中显示Ansys的仿真结果。

import tkinter as tk

import ansys.mapdl.core as mapdl



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("400x300")



# 创建标签

label = tk.Label(root, text="请输入仿真参数")

label.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建文本输入框

entry = tk.Entry(root)

entry.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



# 创建结果显示标签

result_label = tk.Label(root, text="")

result_label.grid(row=2, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 创建按钮

def on_button_click():

    user_input = entry.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 调用Ansys的仿真功能

    mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

    result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

    

    # 更新结果显示标签

    result_label.config(text=f"仿真结果: {
      
      result}")



button = tk.Button(root, text="开始仿真", command=on_button_click)

button.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 运行主循环

root.mainloop()

6. 复杂界面设计

6.1 使用Frame进行复杂布局

在设计复杂的GUI界面时，使用Frame可以有效地组织控件，使其布局更加清晰。以下是一个使用Frame进行复杂布局的例子。

import tkinter as tk



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Frame

frame1 = tk.Frame(root, borderwidth=2, relief=tk.GROOVE)

frame1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



frame2 = tk.Frame(root, borderwidth=2, relief=tk.GROOVE)

frame2.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



# 在Frame1中添加控件

label1 = tk.Label(frame1, text="输入参数")

label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



entry1 = tk.Entry(frame1)

entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



button1 = tk.Button(frame1, text="开始仿真")

button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 在Frame2中添加控件

label2 = tk.Label(frame2, text="仿真结果")

label2.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



result_text = tk.Text(frame2, height=10, width=40)

result_text.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建按钮的事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 调用Ansys的仿真功能

    # 假设这里有一个调用Ansys仿真功能的函数

    result = f"仿真结果: {
      
      user_input}"

    

    # 更新结果显示

    result_text.insert(tk.END, result + "\n")



button1.config(command=on_button_click)



# 运行主循环

root.mainloop()

6.2 使用Tab控件进行多页面管理

在复杂的GUI界面中，使用Tab控件可以实现多页面管理，提高界面的组织性和可扩展性。以下是一个使用Notebook控件进行多页面管理的例子。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk

import ansys.mapdl.core as mapdl



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Notebook控件

notebook = ttk.Notebook(root)

notebook.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建Tab1

tab1 = ttk.Frame(notebook)

notebook.add(tab1, text="参数输入")



# 在Tab1中添加控件

label1 = tk.Label(tab1, text="请输入仿真参数")

label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



entry1 = tk.Entry(tab1)

entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



button1 = tk.Button(tab1, text="开始仿真")

button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 创建Tab2

tab2 = ttk.Frame(notebook)

notebook.add(tab2, text="结果显示")



# 在Tab2中添加控件

label2 = tk.Label(tab2, text="仿真结果")

label2.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



result_text = tk.Text(tab2, height=10, width=40)

result_text.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 创建按钮的事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 调用Ansys的仿真功能

    mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

    result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

    

    # 更新结果显示

    result_text.insert(tk.END, f"仿真结果: {
      
      result}\n")



button1.config(command=on_button_click)



# 运行主循环

root.mainloop()

6.3 使用Treeview进行数据展示

Treeview控件可以用于展示结构化的数据，如树状目录或表格数据。以下是一个使用Treeview控件展示仿真结果的例子。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk

import ansys.mapdl.core as mapdl



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Notebook控件

notebook = ttk.Notebook(root)

notebook.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建Tab1

tab1 = ttk.Frame(notebook)

notebook.add(tab1, text="参数输入")



# 在Tab1中添加控件

label1 = tk.Label(tab1, text="请输入仿真参数")

label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



entry1 = tk.Entry(tab1)

entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



button1 = tk.Button(tab1, text="开始仿真")

button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 创建Tab2

tab2 = ttk.Frame(notebook)

notebook.add(tab2, text="结果显示")



# 在Tab2中添加Treeview控件

treeview = ttk.Treeview(tab2, columns=("参数", "结果"), show="headings")

treeview.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 设置列标题

treeview.heading("参数", text="参数")

treeview.heading("结果", text="结果")



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 创建按钮的事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 调用Ansys的仿真功能

    mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

    result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

    

    # 更新Treeview显示

    treeview.insert("", tk.END, values=(user_input, result))



button1.config(command=on_button_click)



# 运行主循环

root.mainloop()

6.4 使用Canvas进行绘图

在Ansys二次开发中，用户可能需要查看仿真结果的图形表示。Canvas控件可以用于绘制图形，以下是一个使用Canvas控件绘制简单图形的例子。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk

import ansys.mapdl.core as mapdl



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Notebook控件

notebook = ttk.Notebook(root)

notebook.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建Tab1

tab1 = ttk.Frame(notebook)

notebook.add(tab1, text="参数输入")



# 在Tab1中添加控件

label1 = tk.Label(tab1, text="请输入仿真参数")

label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



entry1 = tk.Entry(tab1)

entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



button1 = tk.Button(tab1, text="开始仿真")

button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 创建Tab2

tab2 = ttk.Frame(notebook)

notebook.add(tab2, text="结果显示")



# 在Tab2中添加Canvas控件

canvas = tk.Canvas(tab2, width=600, height=400, bg="white")

canvas.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 创建按钮的事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 调用Ansys的仿真功能

    mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

    result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

    

    # 绘制图形

    x = 100

    y = 100

    radius = int(result)

    canvas.create_oval(x - radius, y - radius, x + radius, y + radius, fill="blue")



button1.config(command=on_button_click)



# 运行主循环

root.mainloop()

6.5 使用Matplotlib进行数据可视化

Matplotlib是一个强大的绘图库，可以用于绘制各种复杂的图形。以下是一个使用Matplotlib在Tkinter中嵌入图形的例子，展示了如何在GUI界面中显示仿真结果的图形。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk

import ansys.mapdl.core as mapdl

import matplotlib.pyplot as plt

from matplotlib.backends.backend_tkagg import FigureCanvasTkAgg



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Notebook控件

notebook = ttk.Notebook(root)

notebook.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建Tab1

tab1 = ttk.Frame(notebook)

notebook.add(tab1, text="参数输入")



# 在Tab1中添加控件

label1 = tk.Label(tab1, text="请输入仿真参数")

label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



entry1 = tk.Entry(tab1)

entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)



button1 = tk.Button(tab1, text="开始仿真")

button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)



# 创建Tab2

tab2 = ttk.Frame(notebook)

notebook.add(tab2, text="结果显示")



# 创建Matplotlib图形

fig, ax = plt.subplots()

ax.set_title("仿真结果")

ax.set_xlabel("X轴")

ax.set_ylabel("Y轴")



# 在Tab2中嵌入Matplotlib图形

canvas = FigureCanvasTkAgg(fig, master=tab2)

canvas.draw()

canvas.get_tk_widget().grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 创建按钮的事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 调用Ansys的仿真功能

    mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

    result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

    

    # 清除之前的图形

    ax.clear()

    

    # 绘制新的图形

    x = [0, 1, 2, 3, 4, 5]

    y = [0, result, 2*result, 3*result, 4*result, 5*result]

    ax.plot(x, y)

    ax.set_title("仿真结果")

    ax.set_xlabel("X轴")

    ax.set_ylabel("Y轴")

    

    # 更新图形

    canvas.draw()



button1.config(command=on_button_click)



# 运行主循环

root.mainloop()

7. 最佳实践

7.1 模块化设计

为了提高代码的可维护性和可扩展性，建议将界面设计和事件处理逻辑进行模块化设计。以下是一个模块化设计的例子。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk

import ansys.mapdl.core as mapdl



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 定义事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 调用Ansys的仿真功能

    mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

    result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

    

    # 更新结果显示

    result_text.insert(tk.END, f"仿真结果: {
      
      result}\n")



# 定义参数输入页面

def create_tab1(notebook):

    tab1 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab1, text="参数输入")

    

    label1 = tk.Label(tab1, text="请输入仿真参数")

    label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    entry1 = tk.Entry(tab1)

    entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)

    

    button1 = tk.Button(tab1, text="开始仿真", command=on_button_click)

    button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)

    

    return entry1



# 定义结果显示页面

def create_tab2(notebook):

    tab2 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab2, text="结果显示")

    

    label2 = tk.Label(tab2, text="仿真结果")

    label2.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    result_text = tk.Text(tab2, height=10, width=40)

    result_text.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)

    

    return result_text



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Notebook控件

notebook = ttk.Notebook(root)

notebook.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建Tab1和Tab2

entry1 = create_tab1(notebook)

result_text = create_tab2(notebook)



# 运行主循环

root.mainloop()

7.2 错误处理

在设计GUI界面时，错误处理是非常重要的，可以提高软件的健壮性和用户体验。以下是一个包含错误处理的例子。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk, messagebox

import ansys.mapdl.core as mapdl



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 定义事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    if not user_input:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入仿真参数")

        return

    

    try:

        user_input = float(user_input)

    except ValueError:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入有效的数值")

        return

    

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 调用Ansys的仿真功能

    try:

        mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

        result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

        result_text.insert(tk.END, f"仿真结果: {
      
      result}\n")

    except Exception as e:

        messagebox.showerror("仿真错误", f"仿真过程中发生错误: {
      
      str(e)}")



# 定义参数输入页面

def create_tab1(notebook):

    tab1 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab1, text="参数输入")

    

    label1 = tk.Label(tab1, text="请输入仿真参数")

    label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    entry1 = tk.Entry(tab1)

    entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)

    

    button1 = tk.Button(tab1, text="开始仿真", command=on_button_click)

    button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)

    

    return entry1



# 定义结果显示页面

def create_tab2(notebook):

    tab2 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab2, text="结果显示")

    

    label2 = tk.Label(tab2, text="仿真结果")

    label2.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    result_text = tk.Text(tab2, height=10, width=40)

    result_text.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)

    

    return result_text



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Notebook控件

notebook = ttk.Notebook(root)

notebook.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建Tab1和Tab2

entry1 = create_tab1(notebook)

result_text = create_tab2(notebook)



# 运行主循环

root.mainloop()

7.3 用户反馈和进度显示

在进行仿真时，用户可能需要了解仿真进度或状态。以下是一个包含进度条和用户反馈的例子。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk, messagebox

import ansys.mapdl.core as mapdl

import time



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 定义事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    if not user_input:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入仿真参数")

        return

    

    try:

        user_input = float(user_input)

    except ValueError:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入有效的数值")

        return

    

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 开始仿真

    progress_bar.start()

    result_text.delete(1.0, tk.END)

    result_text.insert(tk.END, "仿真开始...\n")

    

    try:

        # 模拟仿真过程

        for i in range(100):

            # 假设每次循环需要一些时间来模拟仿真过程

            time.sleep(0.1)

            root.update_idletasks()  # 更新界面

            

            # 更新进度条

            progress_bar["value"] = i + 1

            

            # 更新结果显示

            if i % 10 == 0:

                result_text.insert(tk.END, f"进度: {
      
      i + 1}%\n")

        

        # 仿真完成

        progress_bar.stop()

        result_text.insert(tk.END, "仿真完成\n")

        

        # 调用Ansys的仿真功能

        mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

        result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

        result_text.insert(tk.END, f"仿真结果: {
      
      result}\n")

    except Exception as e:

        messagebox.showerror("仿真错误", f"仿真过程中发生错误: {
      
      str(e)}")

        progress_bar.stop()



# 定义参数输入页面

def create_tab1(notebook):

    tab1 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab1, text="参数输入")

    

    label1 = tk.Label(tab1, text="请输入仿真参数")

    label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    entry1 = tk.Entry(tab1)

    entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)

    

    button1 = tk.Button(tab1, text="开始仿真", command=on_button_click)

    button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)

    

    return entry1



# 定义结果显示页面

def create_tab2(notebook):

    tab2 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab2, text="结果显示")

    

    label2 = tk.Label(tab2, text="仿真结果")

    label2.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    result_text = tk.Text(tab2, height=10, width=40)

    result_text.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)

    

    progress_bar = ttk.Progressbar(tab2, orient="horizontal", length=300, mode="determinate")

    progress_bar.grid(row=2, column=0, padx=10, pady=10)

    

    return result_text, progress_bar



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Notebook控件

notebook = ttk.Notebook(root)

notebook.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建Tab1和Tab2

entry1 = create_tab1(notebook)

result_text, progress_bar = create_tab2(notebook)



# 运行主循环

root.mainloop()

7.4 多线程处理

在进行长时间的仿真时，使用多线程可以避免界面卡顿，提高用户体验。以下是一个使用多线程进行仿真的例子。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk, messagebox

import ansys.mapdl.core as mapdl

import time

import threading



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 定义事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    if not user_input:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入仿真参数")

        return

    

    try:

        user_input = float(user_input)

    except ValueError:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入有效的数值")

        return

    

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 开始仿真

    progress_bar.start()

    result_text.delete(1.0, tk.END)

    result_text.insert(tk.END, "仿真开始...\n")

    

    # 创建并启动仿真线程

    threading.Thread(target=run_simulation, args=(user_input,)).start()



# 定义仿真线程函数

def run_simulation(user_input):

    try:

        # 模拟仿真过程

        for i in range(100):

            # 假设每次循环需要一些时间来模拟仿真过程

            time.sleep(0.1)

            

            # 更新进度条

            progress_bar["value"] = i + 1

            

            # 更新结果显示

            if i % 10 == 0:

                result_text.insert(tk.END, f"进度: {
      
      i + 1}%\n")

                result_text.see(tk.END)  # 滚动到最新内容

        

        # 仿真完成

        progress_bar.stop()

        result_text.insert(tk.END, "仿真完成\n")

        

        # 调用Ansys的仿真功能

        mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

        result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

        result_text.insert(tk.END, f"仿真结果: {
      
      result}\n")

    except Exception as e:

        messagebox.showerror("仿真错误", f"仿真过程中发生错误: {
      
      str(e)}")

        progress_bar.stop()



# 定义参数输入页面

def create_tab1(notebook):

    tab1 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab1, text="参数输入")

    

    label1 = tk.Label(tab1, text="请输入仿真参数")

    label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    entry1 = tk.Entry(tab1)

    entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)

    

    button1 = tk.Button(tab1, text="开始仿真", command=on_button_click)

    button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)

    

    return entry1



# 定义结果显示页面

def create_tab2(notebook):

    tab2 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab2, text="结果显示")

    

    label2 = tk.Label(tab2, text="仿真结果")

    label2.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    result_text = tk.Text(tab2, height=10, width=40)

    result_text.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)

    

    progress_bar = ttk.Progressbar(tab2, orient="horizontal", length=300, mode="determinate")

    progress_bar.grid(row=2, column=0, padx=10, pady=10)

    

    return result_text, progress_bar



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Notebook控件

notebook = ttk.Notebook(root)

notebook.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建Tab1和Tab2

entry1 = create_tab1(notebook)

result_text, progress_bar = create_tab2(notebook)



# 运行主循环

root.mainloop()

7.5 保存和加载配置

为了提高用户的操作效率，可以提供保存和加载配置的功能。以下是一个包含保存和加载配置的例子。

import tkinter as tk

from tkinter import ttk, messagebox, filedialog

import ansys.mapdl.core as mapdl

import time

import threading

import json



# 连接Ansys

mapdl_instance = mapdl.Mapdl()



# 定义事件处理函数

def on_button_click():

    user_input = entry1.get()

    if not user_input:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入仿真参数")

        return

    

    try:

        user_input = float(user_input)

    except ValueError:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入有效的数值")

        return

    

    print(f"用户输入的参数: {
      
      user_input}")

    

    # 开始仿真

    progress_bar.start()

    result_text.delete(1.0, tk.END)

    result_text.insert(tk.END, "仿真开始...\n")

    

    # 创建并启动仿真线程

    threading.Thread(target=run_simulation, args=(user_input,)).start()



# 定义仿真线程函数

def run_simulation(user_input):

    try:

        # 模拟仿真过程

        for i in range(100):

            # 假设每次循环需要一些时间来模拟仿真过程

            time.sleep(0.1)

            

            # 更新进度条

            progress_bar["value"] = i + 1

            

            # 更新结果显示

            if i % 10 == 0:

                result_text.insert(tk.END, f"进度: {
      
      i + 1}%\n")

                result_text.see(tk.END)  # 滚动到最新内容

        

        # 仿真完成

        progress_bar.stop()

        result_text.insert(tk.END, "仿真完成\n")

        

        # 调用Ansys的仿真功能

        mapdl_instance.run(f"PARAM, USER_INPUT, {
      
      user_input}")

        result = mapdl_instance.parameters["USER_INPUT"]

        result_text.insert(tk.END, f"仿真结果: {
      
      result}\n")

    except Exception as e:

        messagebox.showerror("仿真错误", f"仿真过程中发生错误: {
      
      str(e)}")

        progress_bar.stop()



# 定义保存配置函数

def save_config():

    user_input = entry1.get()

    if not user_input:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入仿真参数")

        return

    

    try:

        user_input = float(user_input)

    except ValueError:

        messagebox.showerror("输入错误", "请输入有效的数值")

        return

    

    config = {
    
    

        "user_input": user_input,

        "use_advanced_algorithm": var1.get(),

        "generate_report": var2.get(),

        "simulation_precision": var3.get()

    }

    

    file_path = filedialog.asksaveasfilename(defaultextension=".json", filetypes=[("JSON文件", "*.json")])

    if file_path:

        with open(file_path, "w") as file:

            json.dump(config, file)

        messagebox.showinfo("保存成功", "配置已保存")



# 定义加载配置函数

def load_config():

    file_path = filedialog.askopenfilename(filetypes=[("JSON文件", "*.json")])

    if file_path:

        with open(file_path, "r") as file:

            config = json.load(file)

        

        entry1.delete(0, tk.END)

        entry1.insert(0, config.get("user_input", ""))

        var1.set(config.get("use_advanced_algorithm", 0))

        var2.set(config.get("generate_report", 0))

        var3.set(config.get("simulation_precision", "低精度"))



# 定义参数输入页面

def create_tab1(notebook):

    tab1 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab1, text="参数输入")

    

    label1 = tk.Label(tab1, text="请输入仿真参数")

    label1.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    entry1 = tk.Entry(tab1)

    entry1.grid(row=0, column=1, padx=10, pady=10)

    

    button1 = tk.Button(tab1, text="开始仿真", command=on_button_click)

    button1.grid(row=1, column=0, columnspan=2, padx=10, pady=10)

    

    # 创建复选框

    var1 = tk.IntVar()

    checkbutton1 = tk.Checkbutton(tab1, text="使用高级算法", variable=var1)

    checkbutton1.grid(row=2, column=0, padx=10, pady=10)



    var2 = tk.IntVar()

    checkbutton2 = tk.Checkbutton(tab1, text="生成报告", variable=var2)

    checkbutton2.grid(row=3, column=0, padx=10, pady=10)



    # 创建单选按钮

    label2 = tk.Label(tab1, text="选择仿真精度")

    label2.grid(row=4, column=0, padx=10, pady=10)



    var3 = tk.StringVar()

    var3.set("低精度")



    radiobutton1 = tk.Radiobutton(tab1, text="低精度", variable=var3, value="低精度")

    radiobutton1.grid(row=5, column=0, padx=10, pady=10)



    radiobutton2 = tk.Radiobutton(tab1, text="中精度", variable=var3, value="中精度")

    radiobutton2.grid(row=6, column=0, padx=10, pady=10)



    radiobutton3 = tk.Radiobutton(tab1, text="高精度", variable=var3, value="高精度")

    radiobutton3.grid(row=7, column=0, padx=10, pady=10)

    

    # 创建保存和加载按钮

    save_button = tk.Button(tab1, text="保存配置", command=save_config)

    save_button.grid(row=8, column=0, padx=10, pady=10)

    

    load_button = tk.Button(tab1, text="加载配置", command=load_config)

    load_button.grid(row=8, column=1, padx=10, pady=10)

    

    return entry1, var1, var2, var3



# 定义结果显示页面

def create_tab2(notebook):

    tab2 = ttk.Frame(notebook)

    notebook.add(tab2, text="结果显示")

    

    label2 = tk.Label(tab2, text="仿真结果")

    label2.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)

    

    result_text = tk.Text(tab2, height=10, width=40)

    result_text.grid(row=1, column=0, padx=10, pady=10)

    

    progress_bar = ttk.Progressbar(tab2, orient="horizontal", length=300, mode="determinate")

    progress_bar.grid(row=2, column=0, padx=10, pady=10)

    

    return result_text, progress_bar



# 创建主窗口

root = tk.Tk()

root.title("Ansys二次开发GUI示例")

root.geometry("800x600")



# 创建Notebook控件

notebook = ttk.Notebook(root)

notebook.grid(row=0, column=0, padx=10, pady=10)



# 创建Tab1和Tab2

entry1, var1, var2, var3 = create_tab1(notebook)

result_text, progress_bar = create_tab2(notebook)



# 运行主循环

root.mainloop()