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在Symphy python中,如何将变量值替换为符号矩阵?

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  • Paul Thomas  · 技术社区  · 7 年前

    我想将变量(a)值替换为符号矩阵(K\u P)。完整代码如下所示,

    import numpy
    from sympy import symbols, Matrix,zeros,Transpose,solve
    
    #Symbolic matrix K_P
    
    Zc,Yc,Zg,Yg=symbols("Zc Yc Zg Yg",real=True)
    A,Iz,Iy,J,kz,ky,E,G,L=symbols("A Iz Iy J kz ky E G L",real=True,positive=True)
    E=10400000
    G=3909800
    L=5
    def phi_z():
        phi_z=(12*E*Iy)/(kz*A*G*L**2)
        return phi_z
    def phi_y():
        phi_y=(12*E*Iz)/(ky*A*G*L**2)
        return phi_y
    K_P=zeros(6,6)
    K1=Matrix(([E*A/L,0,0],[0,(12*E*Iz)/((1+phi_y())*L**3),0],[0,0,(12*E*Iy)/((1+phi_z())*L**3)]))
    K2=Matrix(([G*J/L,0,0],[0,E*Iy/L,0],[0,0,E*Iz/L]))
    Q1=Matrix(([0,Zg,-Yg],[-Zc,0,L/2],[Yc,-L/2,0]))
    Q1_T=Transpose(Q1)
    K11=K1; K12=K1*Q1; K22=Q1_T*K1*Q1+K2
    K_P[0:3,0:3]=K11; K_P[0:3,3:6]=K12; K_P[3:6,3:6]=K22
    
    #Converting Upper triangular stiffness matrix to Symmetric stiffness matrix           
    for i in range(0,6):           
        for j in range(0,6):
            K_P[j,i]=K_P[i,j]
    #Known K matrix using which all the unknown variables in K_P matrix need to be found out
    K=numpy.matrix([[15704000, 0,0,0,0,2605293.6], [0, 321226.4,0,0,0,803066.2],[0, 0,321226.4,0,-803066.2,0],[0, 0,0,15482808,0,0],[0, 0,-803066.2,0,64407665.5,0],[2605293.6, 803066.2,0,0,0,64839883.7]])
    
    #Solving for A
    A=solve(K_P[0,0]-K[0,0],A); print("Value of A: ",A)
    #Solving for Iz
    Iz=solve(K_P[1,1]-K[1,1],Iz); print("Value of Iz: ",Iz)
    Value of Iz:  [1817.83770032051*A*ky/(5650.0*A*ky - 2321.0)]
    
    #A value found out is not updated into the matrix K_P. How to substitute A into matrix K_P?
    
    K_P=K_P.subs({"A":A})
    print("Value of Iz: ",Iz) 
    Value of Iz:  [1817.83770032051*A*ky/(5650.0*A*ky - 2321.0)]#again A value is not assigned.
    

    我尝试了K\u P.subs({“A”:A}),但A值没有更新到矩阵中。我正在执行一项任务,将(K\u P)矩阵中的未知符号单元值与矩阵(K)中的已知单元值进行比较,以解决Symphy符号列表中列出的未知参数。如果我找到一个值,比如A,那么该值应该更新到K\u P矩阵,以便我解决其他未知符号。如何快速有效地执行此操作?

    1 回复  |  直到 7 年前
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  •   Warren Weckesser    7 年前

    使用字典作为 sympy subs method ,键必须是符号,而不是字符串。

    我对您的代码进行了一些更改以使其正常工作:

    • solve 返回一个包含单个元素的列表,因此通过使用 [0] .
    • 不要重新定义变量 A . 相反,将数值指定给新变量, Aval .
    • 致电 潜艇 具有两个参数的方法, A. 阿瓦尔 .

    因此,相关的行现在看起来像:

    Aval = solve(K_P[0,0] - K[0,0], A)[0]
    K_P = K_P.subs(A, Aval)
    

    最后一行也可以使用带有 A. 作为关键和 阿瓦尔 作为对应值:

    K_P = K_P.subs({A: Aval})