ABAQUS子模型的案例
?ABAQUS_CAE建模基本流程及子模型技術 ￥1
近來在學習abaqus子模型技術，對于新手而言，沒人指導流程全靠百度真的好廢時間。
ABAQUS_CAE建模到求解基本流程及子模型技術，適合新手，附件為視頻教程，為.mp4文件，下載后改為.exe雙擊即可播放。不放心以為是病毒的可放在360沙箱中播放。有啥疑問，歡迎交流。
【交作業，僅當交流】【Abaqus子模型】
這段時間在學習Abaqus子模型的分析方法，分享幾個視頻鏈接：
https://v.qq.com/x/page/p0554dfm3rs.html?
https://v.qq.com/x/search/?q=abaqus%E5%AD%90%E6%A8%A1%E5%9E%8B&stag=0&smartbox_ab=
https://www.bilibili.com/video/BV12p4y1Q7nf?p=2
然后今天下午做了個案例，結果貼一下，案例分析：https://www.cnblogs.com/gaozihan/p/12369622.html
1.首先單/雙精度對母模型的結果沒有影響，因而對子模型也沒有影響，是因為模型比較簡單嗎？
2.子模型是驗證網格密度的好東西，網格尺寸從0.25-0.15-0.1時，結果趨于收斂。（子模型基于surface-based）
3.對比母模型和子模型結果，個人覺得在子模型邊界上，與母模型結果相對誤差20%以內就可？（網格尺寸0.15）此外，可以看到兩種不同子模型技術，算出來的結果還是有略微差別，書上一般推薦用Node-based。
4.時間縮放勾選與否對結果沒有影響，是因為母模型和子模型的分析步長相同嗎？
5.歡迎交流
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abaqus 子結構子模型ppt+model 僅供學習參考
Abaqus子結構與子模型分析技術 附ABAQUS結構工程分析及實例詳解文檔下載
“ 子結構和子模型什么區別？如何使用它們？-通過2個工程案例學習Abaqus中的子結構與子模型分析技術”
子結構與子模型技術在Abaqus中屬于模擬抽象化的范疇，所有Abaqus模型都涉及一定程度的抽象，但是除了傳統有限元的抽象方法之外，還可以通過以下幾種模擬抽象化技術來降低求解成本。
子結構
子模型
生成矩陣
對稱模型生成、結果傳遞和循環對稱模型
周期介質分析
網格劃分的梁橫截面
擴展有限元方法（XFEM）
適當地利用這些抽象化建模技術可以極大地提高Abaqus的分析效率，本期文章介紹一下子結構和子模型技術。
01
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子結構
在有限元分析里，子結構也叫超級單元，是由多個單元組成的一個“整體單元”，它在線性分析的基礎上消除了“整體單元”中保留節點以外所有節點的自由度；子結構的系統矩陣（剛度、質量）也被縮聚成較小的矩陣，可以根據需求恢復內部求解。
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Abaqus子結構與子模型分析技術-2個工程案例 ￥99.99
“ 子結構和子模型什么區別？如何使用它們？-通過2個工程案例學習Abaqus中的子結構與子模型分析技術”
子結構與子模型技術在Abaqus中屬于模擬抽象化的范疇，所有Abaqus模型都涉及一定程度的抽象，但是除了傳統有限元的抽象方法之外，還可以通過以下幾種模擬抽象化技術來降低求解成本。
子結構
子模型
生成矩陣
對稱模型生成、結果傳遞和循環對稱模型
周期介質分析（歷史文章：憤怒的小鳥）
網格劃分的梁橫截面（SIMULIA的趙老師文章有介紹）
擴展有限元方法（XFEM）
適當地利用這些抽象化建模技術可以極大地提高Abaqus的分析效率，本期文章介紹一下子結構和子模型技術。
01、子結構
在有限元分析里，子結構也叫超級單元，是由多個單元組成的一個“整體單元”，它在線性分析的基礎上消除了“整體單元”中保留節點以外所有節點的自由度；子結構的系統矩陣（剛度、質量）也被縮聚成較小的矩陣，可以根據需求恢復內部求解。
很多實際工程結構都比較龐大，導致完整結構的有限元模型計算量超出計算機的硬件資源，對于具有線性響應的此類問題，可以使用子結構縮聚的方法，在一般配置的計算機上來求解完整結構的響應。
展開 基于子模型-全局模型技術的微動疲勞Abaqus有限元分析
本說明書首次提出了基于子模型和全局模型技術的微動疲勞有限元模擬方法，并利用晶體塑性有限元方法模擬了pad和軸向體應力作用下specimen的微動疲勞過程，并根據等效塑性應變分布云圖識別出模型內部和接觸表面最先發生起裂的薄弱部位。我們所提出的方法考慮了試樣晶粒尺寸、形態和組構等細觀特征，克服了宏-細觀尺度耦合問題，可從物理層面分析試樣的微動疲勞特征并預測其初始起裂壽命。
本計算任務書主要說明了利用Abaqus軟件完成的300次循環加載的微動疲勞模擬結果。
2 仿真計算采用的設備基本情況（CPU、內存等）
計算采用移動工作站Dell Precision 7550，CPU為至強W-10885M四核處理器；內存為128GB。
3 計算模型的處理技術
（1）子模型-全局模型耦合技術
（2）晶體塑性有限元模擬技術
圖1 計算模型設計（a為接觸半寬）
計算模型采用了子模型-全局模型耦合技術。模型尺寸如圖1所示。
子模型微動疲勞模擬技術可歸納為如下步驟：(a)第一步，分別建立粗網格全局模型和局部區域細化的子模型，并沿子模型邊界部位切割全局模型；(b)第二步，對宏觀全局模型進行微動疲勞分析，并保存子模型邊界附近的分析結果；(c)第三步，定義子模型邊界，設置各個分析步中的驅動變量(driven variables)，并對細觀子模型進行微動疲勞分析；(d)第四步，比較全局模型和子模型在子模型邊界附近的分析結果，驗證子模型設置的有效性。
4 方法計算的機時耗費情況
計算耗費時間約20個小時。
5仿真計算的結果分析
圖2 豎向荷載作用下，試驗的(a)全局模型, (b)子模型區域范圍內的全局模型, (c)子模型Mises應力云圖和(d) 底部邊界應力曲線。
展開 ABAQUS子模型技術應用
邊界條件為在左側鉸接約束U1,U2,U3，右側邊施加10MPa壓強
第六步，在mesh模塊劃分網格
網格尺寸設置為5mm
第七步，在job模塊，建立“w”計算
第八步，在Visualization模塊查看結果
第九步，建立子模型
復制“W”模型，命名為“S”，右鍵單擊模型“S” 進行子模型設置。其中“從下列作業中讀取數據填入W.odb。
第十部，子模型裁剪
對原模型進行裁剪，裁剪邊界原則上可以任意裁切，將其余區域的面刪除，重新劃分尺寸為2mm的網格。
第十一步，在load模塊，修改荷載
由于在整體模型中，Property，Assembly，Step都已經設置無需再次設置，但是在load模塊，要將整體模型的作為邊界條件加入到子模型。
第十二步，在mesh模塊劃分網格
網格尺寸設置為2 mm
第十三步，第九步，在job模塊，建立“S”計算
第十四步，在Visualization模塊查看結果
展開 Abaqus子模型分析實例 ￥19.89
工程分析中，我們有時候往往需要對特殊部位進行細節詳細分析（如連接區），為了提高計算精度通常我們會采用細化單元的方式進行，但是對于整個模型（如全機，或整個機翼）如果采取精細化建模方法會導致網格數量非常龐大極大影響計算效率，所以本文介紹一種子模型的分析方法來解決此問題。
分析結果對比（主要是說明子模型設置方法，因此未對機翼進行網格細化處理）：
Abaqus的子模型分析實例 ￥2
1 問題描述
a 模型過大，計算緩慢
b 關注點往往只在局部
c 希望對網格的收斂性等需要反復計算的結果進行分析
子模型分析
步 驟
a 對整體進行粗略的網格劃分，快速計算
b 分析結果，找到精確分析的區域
c 復制模型，切割模型
d 添加子模型定義（模型、分析步、載荷等）
e 計算分析結果
ABAQUS子模型簡介
子模型是在全局模型分析結果的基礎上研究局部模型的方法。通過初始的全局模型分析計算來確定在激勵載荷作用下的最大響應區域，子模型方法不需要細化或重分析整體模型，只需截取局部關注區域模型并細化其網格從而提高分析精度。即采用粗網格模型得到局部關注區域周圍的結果，采用局部區域網格細化得到局部分析結果。如下圖所示。
子模型方法是基于Saint-Venant's 定理，要求子模型邊界足夠遠離子模型響應的關注區域。因為建立子模型時沒有一個明確的限制來保證結果有意義，因此需要用戶自己判斷子模型建立的正確性。如何判斷子模型建立的正確性，一般的方法是查看子模型邊界附近的結果變量值及云圖變化與全局模型是否一致，如果結果一致，則認為該子模型是有效的。
Abaqus提供兩種子模型技術：基于節點的子模型技術與基于面的子模型技術。基于節點的子模型技術是使用全局模型節點位移結果場插值到子模型邊界節點的技術，它能夠得到相對更精確的位移結果，適用于任何分析類型；基于面的子模型技術是使用應力場值到子模型邊界處的表面積分點上，這種子模型技術能夠得到相對更精確的應力結果，但其只能應用于體網格模型和靜態分析中。
子模型法分析流程：
1、定義問題；
2、運行全局模型，確定驅動子模型的變量輸出；
3、檢查全局模型結果，特別要注意用于驅動子模型的區域周圍不能出現局部不合理現象；
4、定義子模型；
5、根據全局模型的載荷加載子模型的載荷；
6、應用子模型邊界條件；
7、需要時定義慣性釋放；
8、運行子模型分析；
9、查看子模型結果。
展開 ABAQUS三維hill48彈塑性模型VUmat子程序（彈性為正交各向異性） ￥388
1.ABAQUS三維hill48彈塑性模型VUmat子程序
2.彈性階段為正交各項異性材料
3.hill48和正交各項異性材料參數參考ABAQUS靜力模塊自帶的模型參數
4.發貨方式為百度網盤鏈接，包含子程序及上面跑的兩個模型相關文件，包含Cae，inp文件，odb文件等
5.ABAQUS版本為2024，低版本可以利用導入inp文件的方式運行及修改
6.可以免費答疑三次，后續添加你自己的模型或者相關參數等輔導都可以優惠。
展開 
abaqus剪切修正GTN模型的VUMAT子程序開發
這里對相應的算法進行簡要說明：
NH-GTN模型
屈服函數：
其中等效孔洞體積分數定義為：
孔洞體積分數包含新孔隙形核，原有空隙生長以及剪切相關的等效體積分數增加：
形核，生長，剪切相關體積分數的演化遵循：
其中：
剪切效應的修正，考慮應力狀態的影響
參數的物理含義如下
通過將文獻中的數值算法編程實現在VUMAT子程序中，可以用來實現對延性金屬材料在不同應力狀態下的損傷演化進行合理的數值預測，應用于金屬成型領域（沖壓，軋制，擠壓等）
預測修正后的模型應該在簡單拉伸情況下于abaqus自帶的GTN模型保持相同的損傷和其他狀態變量的分布，并在剪切情況中損傷發展顯著高于abaqus自帶的模型（自帶的模型忽略了剪切效應）。（為了進行對比使用于自帶的本構相同的硬化方式，模擬中使用了相同的質量縮放，但質量縮放容易產生數值振蕩，模擬的拉伸曲線存在波動。）
初步模擬結果：
拉伸情況（abaqus-VUMAT）
應力分情況
孔洞體積分數
剪切模型（abaqus-VUMAT）
不同變形時刻的應力分布
T=0.1s
局部放大圖
T=0.5s
局部放大圖
T=0.6s
局部放大圖
可以看到模型在拉伸預測中與原始模型保持一致，而在剪切修正后損傷發展顯著快于原始模型，利用作者提出的方法可以應用于復雜應力狀態下金屬材料的損傷分析，相關參數部分參考文獻，其中Kw=3.T1=0.2，T2=0.7.模擬結果符合文獻所提出方法的基本趨勢。
最后，如果有相關需要歡迎通過公眾號“320科技工作室”聯系我們。
展開 Abaqus 修正劍橋模型的vumat子程序開發
巖土工程中廣泛采用的莫爾–庫侖準則，能較好地描述巖土材料的強度特性和破壞行為，而涉及變形和固結分析問題時該模型從理論和實踐中均有一定的不足，基于等向加載試驗建立起來的劍橋模型則能較好地描述黏土的彈塑性變形特性。
傳統相關聯修正劍橋本構模型的屈服面方程、硬化準則和流動法則分別為
由于式(1)所確定的屈服軌跡在p平面是一個 圓，不能反映巖土介質拉壓不等(S-D)效應，而且劍 橋模型是基于正常固結狀態試驗推導而來，子午面上臨界狀態線通過應力坐標原點，表現為不考慮土 體黏聚力的純摩擦型本構，而大多數的巖土介質具 有一定的黏聚力，屬摩擦–黏聚型材料。考慮到莫 爾–庫侖準則有此特征，故將莫爾–庫侖準則與劍橋模型相結合，得
聯合式(1)，(4)，(5)，有改進的屈服函數：
根據上述理論，可以通過以下流程圖完成VUMAT子程序編寫
通過單胞模型計算得到得結果如下圖所示。
[1]袁克闊,陳衛忠,于洪丹,譚賢君,趙武勝,李香玲.考慮黏聚特性和拉壓不等效應的修正劍橋模型及數值實現[J].巖石力學與工程學報,2012,31(08):1574-1579.
展開 Abaqus修正GTN模型的VUMAT子程序
Gurson-Tvergaard-Needleman ( GTN) 模型是研究金屬損傷的重要工具。GTN 模型通過孔洞體積分數的演變來判斷材料的失效， 但不適用于剪切斷裂為主的韌性斷裂。本文在GTN模型中引入剪應力的影響，編寫了相關的VUMAT子程序。
GTN模型的屈服函數可以用下式表示
其中q1，q2是模型參數，取q1=1.5，q2=1,σ0為等效應力，p為靜水應力，q為Mises等效應力；f為空洞的體積分數。
p和q可以通過徑向返回算法得到
應變控制的孔洞形核系數
GTN模型可以通過以下4個方程進行描述
Nahshon and Hutchinson考慮了剪應力對模型的影響
于是孔隙體積分數的演化可以通過下式描述
仿真計算得到的結果如下圖所示
有問題私信或者關注cae320公眾號
展開 基于Hypermesh和Abaqus的子模型分析
子模型（Submodel）分析技術，可以在全局模型（Globalmodel）分析結果的基礎上，使用細化網格對模型的局部作進一步分析，從而以較小的計算代價得到更精確的結果。
子結構（Substructure）分析技術。在Abaqus中還可以使用子結構分析技術，它在名稱上與子模型很相似，但含義卻完全不同，從某種意義上來說，二者代表的是相反的過程。子模型是在全局模型的基礎上，對局部進行網格細化，作進一步分析；子結構是將模型的局部作為一個整體來處理，縮聚其內部自由度，只保留與外部有連接關系的自由度，從而減小剛度矩陣和質量矩陣的規模和計算量。子結構往往用于具有相同特征和性質的重復性局部結構。
1.子模型分析的幾個基本概念
1）子模型邊界（Submodel boundary）。子模型是從全局模型上切下來的一部分，子模型邊界是指將子模型從全局模型切下來的分割面。
2）驅動變量（Driven variable）。一般是位移。全局模型在子模型上的位移結果，被作為邊界條件來引入子模型。如果全局模型和子模型在子模型邊界上的節點分布不同，Abaqus會對全局模型在此處的位移結果進行插值處理。
3）原來作用在全局模型上的邊界條件、載荷、接觸和約束，如果是位于子模型區域之內的，則在子模型中要保持不變；如果位于子模型區域之外，則在子模型中不再出現。
4）一種容易產生的想法是：能不能去掉所有邊界條件、載荷、接觸和約束，而把整個子模型的所有邊界都定義為子模型邊界，直接讀入全局模型在相應部位的位移結果？這種做法的問題在于，全局模型的網格較粗糙，其位移結果并不能精確地代替子模型中的邊界條件、載荷、接觸和約束。因此，子模型邊界不能隨意設定。
5）全局模型在子模型邊界上的位移結果是否準確，會在很大程度上影響子模型分析結果精度。
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