ABAQUS UEL的案例
ABAQUS UEL 二次開發（Koyna混凝土壩地震動力響應分析）
第1階模態云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第2階模態云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第3階模態云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第4階模態云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
（三）Koyna混凝土壩地震動力響應分析
在壩體底部邊界輸入加速度時程（地表水平向、豎直向加速度地震動記錄見附件）。
（1）時程數據對比
壩頂-壩踵水平向相對位移時程
壩頂-壩踵豎直向相對位移時程
壩頂-壩踵水平向相對速度時程
壩頂-壩踵豎直向相對速度時程
（2）云圖對比
第4s水平向位移云圖對比（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第4s水平向位移云圖對比（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
（3）峰值數據對比
統計三種情況的壩頂-壩踵相對數據峰值，比較表格如下。
(四)附件
附件包括包含兩個文件夾，分別為abaqus自帶單元計算文件和自編uel計算文件（for文件加密后的obj文件）。不包含sbfem的相關計算文件。
Koyna dam dynamic analysis.zip
?注：帖子不定時更新，也可能永遠不更新，慎重參考，如給您帶來誤導，深感抱歉。
展開 基于ABAQUS的UEL子程序定義4節點平面應變等參單元的剛度問題
摘要：
采用基于ABAQUS的UEL子程序開發4節點平面應變等參單元，采用雙線性形函數，4點高斯積分，本構關系為線彈性各向同性材料，得到的單元剛度矩陣和ABABUS自帶的CPE4單元的單元剛度矩陣（剛度矩陣輸出方式為*element matrix output, elset= ALLE, stiffness=yes, OUTPUT FILE=USER DEFINED）不同；對比ANSYS的單元剛度矩陣，結果顯示兩者也不相同。問題出在哪里呢？本文檔將對此問題進行回答。
本文可以作為ABAQUS高級子程序UEL的入門級教程，做UEL的應該關注下！
基于ABAQUS的UEL子程序定義4節點平面應變等參單元的剛度問題（技術鄰 藍牙）.pdf
展開 ABAQUS UEL - 損傷材料本構簡單應用于4節點平面單元 ￥300
利用ABAQUS自定義單元子程序，既可以開發新的單元，同時也可以定義新的材料本構模型。本文以損傷模型簡單應用于4節點平面單元為案例，介紹ABAQUS UEL的開發和使用。
如上圖所示，該單元包含4個節點，每個節點有兩個自由度，分別在水平（X）和垂直（Y）方向運動。節點1的兩個自由度被固定，節點4的水平自由度被固定，節點2的垂直自由度被固定。節點3和節點4在垂直方向上向上運動，位移為0.1mm。該正方形單元的邊長為100mm。在input文件里，坐標表示為，
定義節點組合與邊界條件為，
為了讓模型收斂性更好，采用quasi-newton 求解器。時間步設置為，
在文件夾中通過Powershell提交job和子程序，
單個單元的變形為，
采用不同的 ??
，在后處理中得到損傷因子的變化，
相對應的力-時間關系為，
對于多個單元的情況，比如9單元組成的模型，
具體介紹見知乎：ABAQUS UEL - 損傷材料本構簡單應用于4節點平面單元 - 知乎 (zhihu.com)
相對應的UEL代碼和input文件在付費內容中，
展開 ABAQUS UEL-梯度損傷模型應用于4節點平面單元 ￥600
ABAQUS提供了UEL（user defined element）給使用者進行開發。筆者利用UEL開發4節點平面單元，其邊界條件如下圖所示。其中，節點1的X、Y方向被限制住，節點2的Y方向被限制，節點4的X方向被限制，節點3、4的Y方向有豎向位移0.1mm。單元為100*100mm的二維正方形。
每個節點除了X和Y方向的位移，還帶有非局部應變（nonlocal strain）。
單個單元模型，
多個單元模型，
具體內容可參見知乎文章：
ABAQUS UEL-梯度損傷模型應用于4節點平面單元 - 知乎 (zhihu.com)
相應的input文件和uel代碼付費可見，
展開 
ABAQUS用戶定義單元UEL與VUEL從入門到放棄系列3————講一講的RHS和NBLOCK ￥50
我們再來看VUEL中關于RHS的說明
依舊定義為單元對系統方程右端的貢獻，但此時不再是外力-內力，而是定義為包含單元的內力或是由分布式載荷計算而來的外部載荷，故在沒有分布式載荷時，RHS=內力KU（不考慮非線性）；因此可再次猜測，ABAQUS UEL和VUEL所說的外載荷就是分布式載荷，其它INP中定義的外載荷不做考慮。
接下來討論一個VUEL中特有的數組NBLOCK，譯為塊，也正是這個數組標志著VUEL與UEL運行的不同；眾所周知，ABAQUS調用UEL計算時，是一次進一個單元，然后計算這個單元的RHS、AMATRX等數組并回傳給ABAQUS，然后再進第二個單元，如此進行...；
而ABAQUS調用VUEL計算時，是一次進入一批單元，這個一批單元個數即為NBLOCK的大小（之前一位名為Xujianqing的作者曾經發過一個帖子說明說明過NBLOCK最大值為136，但我后來測試發現，在低版本如6.14中，最大NBLCOK=136，在高版本如2020中，最大NBLOCK=144）。
這是個什么意思呢？
展開 【JY】 ABAQUS子程序UEL的有限元原理與應用
三、計算結果對比
在相同邊界條件、載荷條件下，二維三角形單元的UEL子程序計算結果與有限元ABAQUS計算結果如下表3及圖4-5所示，從圖中可看出，子程序的位移計算結果與abaqus中CPS3單元位移計算結果一致。
Abaqus子程序代碼分享
Journal of the Mechanics and Physics of Solids, 126: 136-150 (2019)
8、UELSGP.zip
9、ABAQUS UEL SUBROUTINE FOR PHASE FIELD FRACTURE AND HYDROGEN DIFFUSION
ABAQUS UEL子程序用于相場斷裂和氫擴散
ABAQUS user-element subroutine (UEL) for the coupled deformation – hydrogen transport – phase field fracture scheme presented in the associated paper.
Paper: E. Martínez-Pa?eda, A. Golahmar, C.F. Niordson. A phase field formulation for hydrogen assisted cracking. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 342: 742-761 (2018)
9、PhaseFieldH.zip
10、ABAQUS UEL SUBROUTINE FOR PHASE FIELD FRACTURE
ABAQUS UEL子程序用于相場斷裂
ABAQUS user-element subroutine (UEL) with a robust phase field formulation for fracture.
展開 abaqus最簡單的uel子程序自定義單元例子 ￥3
通過abaqus的uel子程序定義了2節點單元的剛度矩陣，直接運行分析可以得到節點應力、位移等參數，可以快速了解uel的組織架構。
運行方法：abaqus創建job——來源——點擊輸入文件——加載inp文件——編輯作業——通用模塊——加載用戶子程序for文件——運行
從C3D8的uel源代碼入門Abaqus的uel編寫, 更新B-Bar修正 ￥99
</p><p>（2） 定義完uel之后，可以使用該uel，keyword以及data line(s)如下：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202403/0150c5c6c0efd9afda45521bbaea17be.png"></p><p>（3） 接著需要給uel賦予性質</p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202403/54c1b2136907fa1282b06228d5b7834e.png"></p><p>以C3D8單元計算一個各向同性材料為例，uel需要的性質為材料的楊氏模量和泊松比。</p><h2>1.3 uel結果的可視化</h2><p>由于Abaqus不支持uel結果的可視化，因此我們可以利用umat來輔助進行可視化。使用Abaqus的標準單元覆蓋uel，即標準單元與uel共享節點，但是材料使用umat（設置一個很小的剛度），關鍵步驟在于使用<strong>common block</strong>將uel中的svars數據傳遞到umat中的statev中。</p><h1>2 有限元離散方程</h1><h2>2.1 形函數</h2><p>本部分記錄八節點實體單元（C3D8）的剛度矩陣和內力列陣等 ，熟悉此部分可跳過。
展開 有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列20： UEL用戶子程序開發步驟
iSolver子程序的接口完全按照Abaqus的標準實現，而Abaqus的子程序接口在近幾年內已經基本不再變化了，同樣的，雖然iSolver在不斷發展，但iSolver子程序接口將維持不變，所有在iSolver上編寫的算法子程序都只要維護自己的算法部分就行，而不是維護整個有限元求解的整個過程。
前面第八、九篇介紹了UMAT用戶自定義材料的開發，這里將介紹UEL用戶自定義單元的開發，本文首先簡單的討論了UEL的一般含義，并詳細的介紹了基于Fortran和Matlab兩種方式的UEL的開發步驟，對比發現開發步驟基本相同，同時采用Matlab更加高效和靈活。
展開 來自劍橋Martínez-Pa?eda 多尺度 斷裂 應變梯度的文章和源代碼（UEL， CMSG等） ￥10
Computational Mechanics, 59: 831-842 (2017)
源代碼見附件
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（十）ABAQUS UEL SUBROUTINE FOR DISTORTION GRADIENT PLASTICITY
ABAQUS user-element subroutine (UEL) for Gurtin (2004) distortion gradient plasticity formulation, incorporating the role of the plastic spin as well as dissipative and energetic higher order contributions.
Paper: S. Fuentes-Alonso, E. Martínez-Pa?eda. Fracture in distortion gradient plasticity. International Journal of Engineering Science 156: 103369 (2020)
源代碼 見附件
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（十一）ABAQUS UEL SUBROUTINE FOR COHESIVE ELEMENTS
ABAQUS user-element subroutine (UEL) with a cohesive zone formulation.
展開 
ABAQUS用戶自定義單元UEL學習資料 ￥49
ABAQUS子程序UEL
發布ABAQUS 的 UEL算例 3， 4 ，9節點INP和uel子程序文件，提供入門級別的幫助 ￥50
發布ABAQUS 的 UEL算例 3， 4 ，9節點INP和用戶子程序
ABAQUS最強大的地方有兩點（1）強大的非線性求解能力；（2）友好的二次開發子程序接口。
對于用戶子程序而言，終極模式就是UEL或者VUEL（幾乎除了求解器，其它的都自己DIY），下面提供幾個UEL入門級別的算例，最早發布于2010年 simwe論壇，遷移至此。
3節點梁（非本人原創，特此聲明） UEL of 3node beam.rar
以下為付費內容
四節點平面單元（本人原創，下同）
3節點平面單元
9節點彈性程序
for 和inp文件如下
展開 【全源碼】MATLAB相場脆性斷裂模擬代碼（AT1/AT2）【附對應文獻公式說明】 ￥1000
現有資源的門檻：網上的開源代碼多為Fortran編寫的Abaqus UEL/UMAT子程序，調試極其困難，且相當于“黑盒”，難以直觀理解算法邏輯。
驗證的難題：寫出了代碼，但不知道結果對不對，缺乏權威的Benchmark（基準）進行對比。
現在以帶偏心孔的缺口板為例，說明我編寫的MATLAB代碼準確性。幾何和邊界條件如下圖所示：
2. 驗證準確性
本案例提供了一套基于 MATLAB 編寫的相場斷裂有限元代碼，完整實現了 AT1 和 AT2 兩種經典的相場損傷模型。
本代碼的核心價值在于“精準驗證”： 代碼邏輯清晰、注釋詳細，更重要的是，選取了較為復雜的的斷裂力學算例（帶偏心孔的缺口板），將本代碼的計算結果與 吳建營教授（相場領域權威）發布的Abaqus UEL子程序計算結果 進行了逐點對比，驗證了代碼準確性。
位移-反力曲線：兩條曲線幾乎完全重合。
裂紋路徑（Crack Path）：裂紋擴展形態結果高度一致。
這是吳建營教授發布的Abaqus UEL子程序計算的裂紋路徑：
這是MATLAB代碼計算的裂紋路徑：
3. 代碼特點
雙模型支持：代碼內通過參數設置，可切換 AT1 和 AT2 模型。
交替迭代算法：采用了魯棒性較好的位移場與相場交替求解策略，收斂性好，適合初學者學習。
展開 ABAQUS UMAT UEL子程序咨詢解疑 ￥400
ABAQUS UMAT UEL子程序咨詢解疑
