发布时间 : 星期日 文章Abaqus USDFLD使用教程更新完毕开始阅读2ddaec5f5901020207409c92
user-subroutines-l4-usdfld 课件
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引言 ........................................................................................................................................................................................... 3 Abaqus的使用 .......................................................................................................................................................................... 3
定义场变量相关的材料属性 ........................................................................................................................................... 3 在用户子程序内定义场变量 ........................................................................................................................................... 3 定义场变量 ....................................................................................................................................................................... 4 访问积分点上的计算数据 ............................................................................................................................................... 4 显式方法vs. 隐式方法 .................................................................................................................................................... 4 使用解相关的状态变量（Solution-Dependent State Variables，SDVs） ..................................................................... 4 用户子程序GETVRM ............................................................................................................................................................. 4
GETVRM子程序界面 ..................................................................................................................................................... 5 提供给GETVRM的变量 ................................................................................................................................................ 5 GETVRM返回的变量 ..................................................................................................................................................... 5 GETVRM所支持的单元 ................................................................................................................................................. 5 USDFLD子程序界面............................................................................................................................................................... 5
需定义的变量 ................................................................................................................................................................... 6 可能被定义的变量 ........................................................................................................................................................... 6 变量信息 ........................................................................................................................................................................... 6 USDFLD与自动时间增量 ............................................................................................................................................... 7 实例：层状复合板失效 ........................................................................................................................................................... 7
材料模型 ........................................................................................................................................................................... 8 基体拉伸开裂 ................................................................................................................................................................... 9 基体压缩开裂 ................................................................................................................................................................... 9 纤维-基体剪切失效 .......................................................................................................................................................... 9 部分输入数据 ................................................................................................................................................................. 10 用户子程序 ..................................................................................................................................................................... 10 结果 ................................................................................................................................................................................. 10 备注 ................................................................................................................................................................................. 10 1.1.49 USDFLD: User subroutine to redefine field variables at a material point.................................................................... 11
参考文献 ......................................................................................................................................................................... 11 概述 ................................................................................................................................................................................. 11 明确的解依赖性 ............................................................................................................................................................. 11 定义场变量 ..................................................................................................................................................................... 11 访问材料点数据 ............................................................................................................................................................. 12 状态变量 ......................................................................................................................................................................... 12 用户子程序界面 ............................................................................................................................................................. 12 定义的变量 ..................................................................................................................................................................... 12 能够更新的变量 ............................................................................................................................................................. 12 传递信息的变量 ............................................................................................................................................................. 13 实例：损伤弹性模型 ..................................................................................................................................................... 14 2.1.6 Obtaining material point information in an Abaqus/Standard analysis .......................................................................... 15
参考文献 ......................................................................................................................................................................... 15 概述 ................................................................................................................................................................................. 16 界面 ................................................................................................................................................................................. 16 提供给实用程序的变量 ................................................................................................................................................. 16
从实用程序中返回的变量 ............................................................................................................................................. 16 可用的输出变量钥匙 ..................................................................................................................................................... 16 返回分量的顺序 ............................................................................................................................................................. 17 返回值的分析时间 ......................................................................................................................................................... 17 返回值的平衡状态 ......................................................................................................................................................... 17 实例 ................................................................................................................................................................................. 17 访问状态依赖变量 ......................................................................................................................................................... 17 不支持的单元类型、进程与输出变量钥匙 ................................................................................................................. 17
引言
·通常使用用户子程序USDFLD，当需要对复杂材料行为建模与用户不想要使用UMAT子程序时 ——在ABAQUS/Standard中的大多数材料属性可以被定为场变量的函数 ——子程序USDFLD允许在单元的每个积分点定义
——子程序可以访问计算结果数据，因此，材料属性可以是计算结果数据的函数
·子程序USDFLD只能使用在具有*Material选项的材料属性的单元（详见p. L4.18页上GETVRM所支持的单元）
Abaqus的使用
·在模型中，与DLOAD和FILM子程序相比，包括USDFLD在内的子程序需要付出更多的努力 ·通常用户必须定义材料属性的依赖性，例如弹性模量或屈服应力，作为场变量的函数 ——这可以通过表格输入或额外用户子程序来完成
·使用子程序USDFLD来在积分点上定义的值
——在材料定义中包括了?USER DEFINED FIELD 选项，这表明对于使用材料定义的这些单元来说，USDFLD子程序可以使用
——可以被定义为在积分点上有的计算结果数据的函数，例如应力、应变 定义场变量相关的材料属性
这里有两种方法，能够定义场变量相关的材料属性 ·对于Abaqus内置的材料模型，使用表格定义方式
·使用其他用户子程序来定义材料属性为的函数，例如蠕变CREEP
表格定义
·使用在材料选项上DEPENDENCIES选项来指定对于给定材料选项存在有多少不同场变量
——弹性模量（E）是场变量#1（f1）的函数。当f1增加，E减少。f1可以代表材料的损伤。 ——热膨胀系数是f1与场变量#2（f2）的函数
——f1值的改变都会影响弹性模量（E）与热膨胀系数α
——Abaqus在表格输入的数据点间将使用线性插值。当fi超过了指定范围将使用最后一个数据点，它不会对数据外推
——对于每一种材料属性，fi的范围不必须是一样的 在用户子程序内定义场变量
·将定义在USDFLD中的????值传递到下列用户子程序内：
CREEP、HETVAL、UEXPAN、UHARD、UHYPEL、UMAT、UMATHT、UTRS、UINTER ·定义在这些子程序内的材料属性可以是????的函数
定义场变量
·Abaqus通常认为场变量????是节点数据
·当Abaqus开始计算单元应力与刚度时（例如，一个单元循环），它将对节点数据????插值到单元的积分点
·当使用子程序USDFLD时，在计算单元的材料属性前，定义在子程序USDFLD中的这些数值将取代了插值???? ·Abaqus并不存储USDFLD定义的这些数值
——如果你需要访问先前的值fi，你必须在USDFLD中把他们存储为相关解变量（solution-dependent variables，SDVs）
·假如你绕过USDFLD子程序（可能因为在给定步中材料属性不会改变），积分点将使用????的差值 ——通常，这些差值fi是分配给节点的最初值——假如没有明确给定最初值，在Abaqus会默认为0 ——当定义材料属性时使用差值，很可能会造成不正确的结果。确保你知道Abaqus在干什么。
· 可以使用输出变量FV分别在*EL PRINT、*EL FILE与*ELEMENT OUTPUT选项上将单元积分点上????的值输出到.dat文件、.file文件与.odb文件
——ABAQUS/Viewer能够绘制FV#的轮廓图 访问积分点上的计算数据
·ABAQUS/Standard允许定义????为积分点上计算数据的函数，如应力、应变 ·这些提供的计算数据值是从当前增量的开始
·子程序USDFLD必须能够使用ABAQUS实用程序GETVRM来访问材料积分点数据 显式方法vs. 隐式方法
·既然USDFLD子程序只有在增量步开始访问材料积分点值，以这种方式介绍的解决方案是显式的 ——在给定增量下材料属性不受此增量内结果的影响 ——因此，结果的精度依赖于时间增量大小
——因此，用户能通过变量PNEWDT来控制USDFLD子程序中的时间增量 ·对于大多数非线性材料行为（如，塑性）
ABAQUS/Standard在当前增量步结束时将使用隐式积分方法来计算材料属性
——这种隐式积分方法使得ABAQUS/Standard可以使用任何时间增量，然而依然是有条件的
使用解相关的状态变量（Solution-Dependent State Variables，SDVs）
·如果????有任何历史依赖性，在USDFLD中必须使用SDVs ——ABAQUS/Standard不会在USDFLD中存储fi的值
·将在USDFLD中更新的SDVs传递到在积分点处被调用的其他用户子程序，例如列在p. L4.5中的变量（Defining Field-Variable-Dependent Material Properties） ·用*DEPVAR选项来指定状态变量的数目
用户子程序GETVRM
子程序GETVRM提供给USDFLD用来访问分析过程中存储在数据库中的计算数据