ABAQUSUEL的案例
ABAQUS UEL 二次開發(fā)（Koyna混凝土壩地震動力響應(yīng)分析）
第1階模態(tài)云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第2階模態(tài)云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第3階模態(tài)云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
第4階模態(tài)云圖（分別為：ABAQUS、UEL_CPS4、UEL_SBFEM）
（三）Koyna混凝土壩地震動力響應(yīng)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)對比
統(tǒng)計三種情況的壩頂-壩踵相對數(shù)據(jù)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(guān)計算文件。
Koyna dam dynamic analysis.zip
?注：帖子不定時更新，也可能永遠(yuǎn)不更新，慎重參考，如給您帶來誤導(dǎo)，深感抱歉。
展開 基于ABAQUS的UEL子程序定義4節(jié)點(diǎn)平面應(yīng)變等參單元的剛度問題
摘要：
采用基于ABAQUS的UEL子程序開發(fā)4節(jié)點(diǎn)平面應(yīng)變等參單元，采用雙線性形函數(shù)，4點(diǎn)高斯積分，本構(gòu)關(guān)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(jié)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(jìn)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(yīng)該關(guān)注下！
基于ABAQUS的UEL子程序定義4節(jié)點(diǎn)平面應(yīng)變等參單元的剛度問題（技術(shù)鄰 藍(lán)牙）.pdf
展開 ABAQUS UEL - 損傷材料本構(gòu)簡單應(yīng)用于4節(jié)點(diǎn)平面單元 ￥300
利用ABAQUS自定義單元子程序，既可以開發(fā)新的單元，同時也可以定義新的材料本構(gòu)模型。本文以損傷模型簡單應(yīng)用于4節(jié)點(diǎn)平面單元為案例，介紹ABAQUS UEL的開發(fā)和使用。
如上圖所示，該單元包含4個節(jié)點(diǎn)，每個節(jié)點(diǎn)有兩個自由度，分別在水平（X）和垂直（Y）方向運(yùn)動。節(jié)點(diǎn)1的兩個自由度被固定，節(jié)點(diǎn)4的水平自由度被固定，節(jié)點(diǎn)2的垂直自由度被固定。節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4在垂直方向上向上運(yùn)動，位移為0.1mm。該正方形單元的邊長為100mm。在input文件里，坐標(biāo)表示為，
定義節(jié)點(diǎn)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(shè)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(yīng)的力-時間關(guān)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(gòu)簡單應(yīng)用于4節(jié)點(diǎn)平面單元 - 知乎 (zhihu.com)
相對應(yīng)的UEL代碼和input文件在付費(fèi)內(nèi)容中，
展開 ABAQUS UEL-梯度損傷模型應(yīng)用于4節(jié)點(diǎn)平面單元 ￥600
ABAQUS提供了UEL（user defined element）給使用者進(jìn)行開發(fā)。筆者利用UEL開發(fā)4節(jié)點(diǎn)平面單元，其邊界條件如下圖所示。其中，節(jié)點(diǎn)1的X、Y方向被限制住，節(jié)點(diǎn)2的Y方向被限制，節(jié)點(diǎn)4的X方向被限制，節(jié)點(diǎn)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(jié)點(diǎn)除了X和Y方向的位移，還帶有非局部應(yīng)變（nonlocal strain）。
單個單元模型，
多個單元模型，
具體內(nèi)容可參見知乎文章：
ABAQUS UEL-梯度損傷模型應(yīng)用于4節(jié)點(diǎn)平面單元 - 知乎 (zhihu.com)
相應(yīng)的input文件和uel代碼付費(fèi)可見，
展開 
【JY】 ABAQUS子程序UEL的有限元原理與應(yīng)用
三、計算結(jié)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(jié)果與有限元ABAQUS計算結(jié)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(jié)果與abaqus中CPS3單元位移計算結(jié)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(kuò)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 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(zhì)</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(zhì)為材料的楊氏模量和泊松比。</p><h2>1.3 uel結(jié)果的可視化</h2><p>由于Abaqus不支持uel結(jié)果的可視化，因此我們可以利用umat來輔助進(jìn)行可視化。使用Abaqus的標(biāo)準(zhǔn)單元覆蓋uel，即標(biāo)準(zhǔn)單元與uel共享節(jié)點(diǎn)，但是材料使用umat（設(shè)置一個很小的剛度），關(guān)鍵步驟在于使用<strong>common block</strong>將uel中的svars數(shù)據(jù)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(shù)</h2><p>本部分記錄八節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元（C3D8）的剛度矩陣和內(nèi)力列陣等 ，熟悉此部分可跳過。
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(jié)點(diǎn)單元的剛度矩陣，直接運(yùn)行分析可以得到節(jié)點(diǎn)應(yīng)力、位移等參數(shù)，可以快速了解uel的組織架構(gòu)。
運(yùn)行方法：abaqus創(chuàng)建job——來源——點(diǎn)擊輸入文件——加載inp文件——編輯作業(yè)——通用模塊——加載用戶子程序for文件——運(yùn)行
發(fā)布ABAQUS 的 UEL算例 3， 4 ，9節(jié)點(diǎn)INP和uel子程序文件，提供入門級別的幫助 ￥50
發(fā)布ABAQUS 的 UEL算例 3， 4 ，9節(jié)點(diǎn)INP和用戶子程序
ABAQUS最強(qiáng)大的地方有兩點(diǎn)（1）強(qiáng)大的非線性求解能力；（2）友好的二次開發(fā)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(fā)布于2010年 simwe論壇，遷移至此。
3節(jié)點(diǎn)梁（非本人原創(chuàng)，特此聲明） UEL of 3node beam.rar
以下為付費(fèi)內(nèi)容
四節(jié)點(diǎn)平面單元（本人原創(chuàng)，下同）
3節(jié)點(diǎn)平面單元
9節(jié)點(diǎn)彈性程序
for 和inp文件如下
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(guān)于RHS的說明
依舊定義為單元對系統(tǒng)方程右端的貢獻(xiàn)，但此時不再是外力-內(nèi)力，而是定義為包含單元的內(nèi)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(nèi)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(shù)組NBLOCK，譯為塊，也正是這個數(shù)組標(biāo)志著VUEL與UEL運(yùn)行的不同；眾所周知，ABAQUS調(diào)用UEL計算時，是一次進(jìn)一個單元，然后計算這個單元的RHS、AMATRX等數(shù)組并回傳給ABAQUS，然后再進(jìn)第二個單元，如此進(jìn)行...；
而ABAQUS調(diào)用VUEL計算時，是一次進(jìn)入一批單元，這個一批單元個數(shù)即為NBLOCK的大小（之前一位名為Xujianqing的作者曾經(jīng)發(fā)過一個帖子說明說明過NBLOCK最大值為136，但我后來測試發(fā)現(xiàn)，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 ABAQUS用戶自定義單元UEL學(xué)習(xí)資料 ￥49
ABAQUS子程序UEL
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列20： UEL用戶子程序開發(fā)步驟
iSolver子程序的接口完全按照Abaqus的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)，而Abaqus的子程序接口在近幾年內(nèi)已經(jīng)基本不再變化了，同樣的，雖然iSolver在不斷發(fā)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(hù)自己的算法部分就行，而不是維護(hù)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(fā)，這里將介紹UEL用戶自定義單元的開發(fā)，本文首先簡單的討論了UEL的一般含義，并詳細(xì)的介紹了基于Fortran和Matlab兩種方式的UEL的開發(fā)步驟，對比發(fā)現(xiàn)開發(fā)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(yīng)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 UEL - Embedded crack model 的簡單實(shí)現(xiàn)和應(yīng)用 ￥1500
關(guān)于Embedded crack model的理論基礎(chǔ)和UEL實(shí)現(xiàn)可以參考，
https://zhuanlan.zhihu.com/p/496005714
https://zhuanlan.zhihu.com/p/486789331
本文介紹一種簡單實(shí)現(xiàn) Embedded crack model 的方法以及該方法在有限元模擬中的表現(xiàn)（以三點(diǎn)受彎模型為例）。如上面兩篇連接里介紹的，在單元階段，開裂面上的應(yīng)力可以寫為，
在材料階段，開裂面上的應(yīng)力可以寫為，
兩個階段的應(yīng)力需要相等，
這就形成了一個非線性式子，其中未知的開裂相對位移 e 就是我們想要求解的。對于非線性函數(shù)，我們可以采用牛頓拉弗森迭代，建立一個殘差方程，
殘差方程對相對位移的求導(dǎo)為，
算法實(shí)現(xiàn)如下，
考慮到在主應(yīng)力平面中剪切力為 0，所以將 fs 的值設(shè)為 0，只對受拉破壞行為進(jìn)行定義。
將以上概念通過UEL在Abaqus中實(shí)現(xiàn)。建立一個帶有預(yù)設(shè)缺口的粱模型。該模型的邊界條件為簡支，在粱中心處設(shè)置向下的位移。
展開 ABAQUS UEL 二次開發(fā)（Koyna混凝土壩地震響應(yīng)計算）
（）模態(tài)分析
四種工況的前100階模態(tài)具體數(shù)值為：
數(shù)值對比為：
相對誤差為：（注：這里的標(biāo)簽應(yīng)為：ABAQUS-C3D8——UEL-C3D8 ABAQUS-C3D20——UEL-C3D20）
自編UEL與ABAQUS自帶單元比較，相對誤差保持在0.1%以下。
