場變量輸出
關(guān)注創(chuàng)建者：Free·Young 創(chuàng)建時間：2020-08-31
場變量輸出的視頻教程
ABAQUS案例-場變量的應(yīng)用及材料參數(shù)在各分析中隨場變量的變化
ABAQUS中場變量的應(yīng)用在復(fù)雜工程問題中可以極大的減輕工作量，以及滿足工程師靈活處理問題的需要。本課程介紹ABAQUS中的場變量應(yīng)用以及介紹了場變量的一個應(yīng)用示例——材料彈性模量在各分析步中隨場變量而變化。
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abaqus腳本插件111-odb后處理修改場變量單獨提取某一荷載作用場（2026-01-22）-mark
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Abaqus UVARM子程序詳解——自定義輸出變量
本課程將主要介紹Abaqus子程序中的UVARM自定義輸出變量子程序，該類子程序的作用是定義一些Aabaqus自身不具備的一些特殊變量，比如：損傷因子、危險系數(shù)、安全裕度等。 該課程將詳細(xì)介紹UVARM子程序的編寫過程、與CAE的對接以及一些具體案例。
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場變量輸出的實例教程
今天體會了Python腳本操作ODB文件進行數(shù)據(jù)的輸出、處理等方面的快速高效。
首先介紹一下背景，同事的項目，計算case較多。每個case需要輸出幾個路徑上的部分節(jié)點值，而且需要針對不同的case、不同的幀、不同的視角截圖、保存云圖，如果人工出圖和提取節(jié)點數(shù)據(jù)，工作量會非常大，費時會遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出計算所用時間；并且，同事還要求我根據(jù)case名稱、組件名稱（模型有多個組件組成，且網(wǎng)格是在part上畫的，所以同一個節(jié)點編號可能對應(yīng)多個節(jié)點）等保存成不同的文件。
結(jié)點溫度數(shù)據(jù)沒有保存，因此沒有輸出。下圖是自動輸出的png格式云圖。
比較倉促，代碼也比價粗糙。回頭做一個詳細(xì)的介紹。
主要代碼見下。
展開 該函數(shù)默認(rèn)輸出的場變量為：U,A,V,RF,S,LE,PE,PEEQ，如果你輸出的場變量正好是這幾個，那么恭喜你，你可以隨意的使用該文件，如果，你的場變量輸出缺少其中幾個，就需要將缺少的場變量輸出的源代碼進行注釋；如果你的場變量輸出不在這幾個里面，你就需要按照vtu的輸出格式和該函數(shù)的風(fēng)格進行自己編咯，這也就是我想自己編寫odb2vtk函數(shù)的初衷。
自編odb2vtk函數(shù)
使用方法
函數(shù)名字為convert_abaqus_to_vtk，形參依次寫入odb文件、輸出的vtk名稱、單元類型（C3D4/C3D8），想要輸出的step name，frame幀數(shù)（第幾幀），運行即可。
#!/user/bin/python
# -* - coding:UTF-8 -*-
from odbAccess import *
def convert_abaqus_to_vtk(odb_path, output_vtk_path, element_type,step_name,frame):
...
convert_abaqus_to_vtk('test_C3D8.odb', 'output_C3D8.vtk', 'C3D8','Step-1',1)
應(yīng)用C3D8 和C3D4兩種單元類型，展示程序的適用性，做了一個簡單案例，邊界條件如下設(shè)置：
輸出的output_C3D8.vtk顯示如下（位移結(jié)果），
當(dāng)改變單元類型時，更改形參即可：convert_abaqus_to_vtk('test_C3D4.odb', 'output_C3D4.vtk', 'C3D4','Step-1',1)
輸出的output_C3D8.vtk顯示如下（位移結(jié)果），
編制過程
以下部分對代碼關(guān)鍵地方進行詳解。
展開 ABAQUS中的場變量具有較高的應(yīng)用價值，可以在一些復(fù)雜的工程應(yīng)用中極大的減輕工作量。本實例即是展示一個場變量應(yīng)用——材料彈性模量隨場變量而變化，其中它涉及到關(guān)鍵字的編輯（關(guān)鍵字的具體編輯也在附件中）。本實例在附件的inp文件中。
解決方案：刀具單有選擇熱位移耦合單元即可，如下圖所示：
四、場變量問題
結(jié)果提示6：
產(chǎn)生原因：沒有勾選狀態(tài)變量
解決方案：在step的場變量中中勾選狀態(tài)變量即可，如下圖所示：
結(jié)果提示7：ODB文件過大
產(chǎn)生原因：場變量輸出幀數(shù)過多，如下圖所示：
解決方案：在step的場變量中，將輸出幀數(shù)適當(dāng)減少即可，默認(rèn)為20，推薦值200。
結(jié)果提示8：提交計算后，很長時間看不到輸出幀（一直running中），如下圖所示：
產(chǎn)生原因：場變量輸出幀數(shù)過少，如下圖所示
解決方案：在step的場變量中，將輸出幀數(shù)適當(dāng)增加即可，默認(rèn)為20，推薦值200。
展開 Abaqus的歷史數(shù)據(jù)輸出的問題
Abaqus結(jié)果輸出時有場輸出（Field Output）和歷史輸出(History Output)，場變量輸出用于描述某個量隨空間位置的變化，歷史變量用于描述某個量隨時間的變化，區(qū)別是場變量輸出大量的單元或節(jié)點上的計算結(jié)果，寫入odb文件的頻率低，用與生成后出的各個圖。歷史變量輸出少量單元或節(jié)點上的計算結(jié)果，寫入Odb的頻率高，用于生成X-Y圖。歷史變量允許單獨輸出某個獨立分量，經(jīng)常用到的就是這個獨立分量的輸出，比如輸出結(jié)構(gòu)最大點的位移變化曲線，或者盈利最大點的應(yīng)力變化過程等。
在輸出歷史數(shù)據(jù)時，大多數(shù)的輸出結(jié)果比如位移和應(yīng)力等，不能實現(xiàn)整個模型全部輸出，也就是需要指定set（參考集），需要設(shè)置相關(guān)的set后，結(jié)果輸出才會有這些數(shù)據(jù)。
定義Set的對話框如圖1所示，定義Set的類型時有三個，按照以往的理解，一般經(jīng)常用到的應(yīng)該是Node，也即節(jié)點集，想要輸出這個節(jié)點在求解過程中的Mises應(yīng)力變化過程，選擇某個節(jié)點，通過Step模塊的History Output Requests，如圖2所示。
圖1
圖2
選擇剛才設(shè)置的Set，選擇需要輸出的結(jié)果項，此處為Mises。之后計算，計算后提取結(jié)果時，發(fā)現(xiàn)并沒有輸出該節(jié)點的Mises歷史數(shù)據(jù)。
筆者很快想到了，有可能是不能輸出節(jié)點的應(yīng)力，因為涉及到節(jié)點解和單元積分點解的問題，這個之前已經(jīng)討論過。基于此考慮，那么輸出該節(jié)點的位移場肯定沒問題，因為節(jié)點位移解是最先得到的節(jié)點解。
將Mises換成UT，如圖3所示。
同時，新建一個Element Set，因為Node Set無法輸出歷史數(shù)據(jù)，那么采用Element Set也肯定能夠輸出單元積分點的數(shù)據(jù)，如圖4所示。
展開 
場變量輸出的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
場變量輸出的最新內(nèi)容
同樣，也可在后處理場變量輸出中輸出單元節(jié)點的滑移和粘結(jié)力值。
（6）添加狀態(tài)變量的場輸出，用于可視化
2 理論
將系統(tǒng)的總勢能表示為如下兩項：
式中第一項能量為：
考慮損傷帶來的退化，彈性能的表達式為：
式中
k為一個小值，用于防止數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象。
1）創(chuàng)建第一個分析步
圖22 設(shè)置第一個分析步，初始增量步大小為0.2
2）創(chuàng)建第二個分析步
圖23 設(shè)置第二個分析步
3）設(shè)置場變量輸出結(jié)果
圖24 設(shè)置場變量輸出量為應(yīng)力結(jié)果S和位移結(jié)果U
6.
說明：本次內(nèi)容參考曹金鳳、 石亦平老師所著的《ABAQUS有限元分析常見問題解答》 ；
1、 常見問題1 ：ABAQUS/Standard與ABAQUS/Explicit的比較
2、 常 見 問 題 2 ： 場 變 量 輸 出（ field ） 和 歷 程 輸 出（history ）
（1） 場變量輸出：
在通常情況下， 后處理模塊采用變形形狀 、 等直線或矢量圖來看實時輸出結(jié)果
abaqus后處理界面中探針功能附帶的標(biāo)記樣式非常丑陋，基于abaqus的試圖注釋功能進行二次開發(fā)，形成了場變量標(biāo)注插件，方便快速的標(biāo)注關(guān)心區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變等結(jié)果。
插件介紹：
按鈕介紹
從左至右依次是：標(biāo)記按鈕、隱藏標(biāo)記按鈕、恢復(fù)顯示按鈕、刪除按鈕
示意動畫
使用方法：
1） Probe查看節(jié)點結(jié)果
求解時間對比
場變量均只輸出節(jié)點位移，PhiPsi的結(jié)果文件按照二進制格式輸出。
該函數(shù)默認(rèn)輸出的場變量為：U,A,V,RF,S,LE,PE,PEEQ，如果你輸出的場變量正好是這幾個，那么恭喜你，你可以隨意的使用該文件，如果，你的場變量輸出缺少其中幾個，就需要將缺少的場變量輸出的源代碼進行注釋；如果你的場變量輸出不在這幾個里面，你就需要按照vtu的輸出格式和該函數(shù)的風(fēng)格進行自己編咯，這也就是我想自己編寫odb2vtk函數(shù)的初衷。
圖4-1 應(yīng)力云圖
圖4-2 位移云圖
2）曲線圖
① 點擊結(jié)果>曲線圖，彈出曲線圖彈窗；
② 在曲線圖彈窗中，a.數(shù)據(jù)源選擇場輸出，起始分析步選擇諧響應(yīng)-2；b.場輸出變量選擇A3；c.選擇指定節(jié)點、輸入ID的方式指定對象，并選擇零件-10-1的節(jié)點18；復(fù)數(shù)類型選擇實部+虛部，點擊繪制。
圖1 odb模型對象
從圖5-32中可以看到，模型數(shù)據(jù)是用來對模型進行定義和分析的；結(jié)果數(shù)據(jù)也就是子對象Steps,是主要考慮的對象類型，它包括分析步、分析步中一系列的增量步、場變量輸出和歷史變量輸出。
The output variables listed below are available in Abaqus/Explicit.
Mechanical analysis–nodal quantities
CFORCE
Field: yes History: no .fil: no
Contact normal force (CNORMF) and frictional
