abaqus單元積分點
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus單元積分點的視頻教程
有限元中單元積分點與節點應力相互轉換(二維和三維)
在ABAQUS中,當需要獲取節點上的應力時,可以在后處理中建立路徑或者用查詢功能等獲取. 但是當需要大量的節點上應力數據時,很多人會用Python編程進行大批量的提取應力.但是提取出來的應力為單元積分點上的應力.無法獲取節點上的應力.同時在ABAQUS中的子程序中,也是對積分點上的數據進行操作.
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選擇積分與 Abaqus 梁單元內核
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abaqus單元積分點的實例教程
方法
在ABAQUS CAE的場輸出中選擇的坐標點是節點的坐標，而節點是從積分點插值出來的，單元積分點的信息相對真實。所以最好是獲取積分點的信息，其中積分點的坐標無法在CAE中獲取，需要在關鍵字中添加。具體在每個分析步的單元輸出下面添加COORD，如果需要輸出節點的坐標也可以在節點場輸出下面添加COORD（這和CAE中場輸出選擇節點坐標的效果是一致的）。具體如下圖：
2.注意
在ODB結果中創建場輸出時會附帶著一份XYZ坐標，這個應該也可以當做單元的坐標，，但是我比較過這個附帶的坐標和單元的COORD輸出的坐標，有時候有點差別，可能是數據精度的問題。
展開 可以輸出umat接口中的變量coords進行查看
write(*,"(A,I4)") "npt = ", npt
write(*,"(A,3ES16.8)") "coords = ", coords
結果為：
npt = 1
coords = -5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 2
coords = 5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 3
coords = -5.77350269E-01 5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 4
coords = 5.77350269E-01 5.77350269E-01 1.00000000E-02
因此Abaqus中平面應力單元高斯積分點的順序為：
展開 如題 為什么我查詢的時候坐標都是0
按照正常的理解，毫無.疑問，abaqus 全積分一定是采用了2x2x2=8個積分點。
從后處理結果來看，似乎也是如此，每個單元存在8個積分點。
然而，如果自己動手跑一遍程序，就會發現事實遠非如此，采用全積分計算得到的結果與abaqus 存在差異，原因何在？
事實賞，abaqus C3D8 采用的選擇積分方式（selective intergation schema），即對于偏應變，采用8個積分，對于球應變，采用中心點積分。這樣計算得到的結果才能與abaqus 完全對標，亦可從abaqus 幫助文檔得到答案。
展開 在ABAQUS中,當需要獲取節點上的應力時,可以在后處理中建立路徑或者用查詢功能等獲取.
但是當需要大量的節點上應力數據時,很多人會用Python編程進行大批量的提取應力.但是提取出來的應力為單元積分點上的應力.無法獲取節點上的應力.同時在ABAQUS中的子程序中,也是對積分點上的數據進行操作.
本文基于個人興趣同時想要更加了解有限元背后原理和公式的想法.近日進行了一些初步的探索.希望大家批評指正. 本文基本不涉及原理公式，只在轉換積分點和節點的應力時列出公式。盡可能簡介易懂。
一: 單元類型及節點數目與位移,應變,應力階次的關系
本節內容基于有限元教材及一些網上資料.
(1)有限元求解的思路是:
一: 建立單元節點力與節點位移關系式.
二: 將彈性體上的外載荷等效移置到節點上.
三: 在節點上建立力的平衡方程,求得節點位移.
四: 通過彈性力學基本方程,可求得單元的應力和應變.
(2) 四節點矩形單元
以四節點矩形單元為例，在此只表達有限元教材中的結論，具體公式可參考有限元教材。
（3）ABAQUS中的CPE4單元
CPE4: A 4-node bilinear plane strain quadrilateral.
該單元有四個節點，同時有四個積分點。
對于每個應力分量（注意：在此只看一個應力分量），單元內任一點（x,y）的應力表達式為：
stress=a*x*y+b*x+c*y+d （1）
該表達式有四個未知量：a,b,c,d。
若知道四個積分點的應力分量。將每個積分點帶入上式，則會形成包含四個方程的線性方程組。
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可以輸出umat接口中的變量coords進行查看
write(*,"(A,I4)") "npt = ", npt
write(*,"(A,3ES16.8)") "coords = ", coords
結果為：
npt = 1
coords = -5.77350269E-01 -5.77350269E-01 1.00000000E-02
npt = 2
1. 方法
在ABAQUS CAE的場輸出中選擇的坐標點是節點的坐標，而節點是從積分點插值出來的，單元積分點的信息相對真實。所以最好是獲取積分點的信息，其中積分點的坐標無法在CAE中獲取，需要在關鍵字中添加。具體在每個分析步的單元輸出下面添加COORD，如果需要輸出節點的坐標也可以在節點場輸出下面添加COORD（這和CAE中場輸出選擇節點坐標的效果是一致的）。具體如下圖：
繼上次的推文：有限元計算過程中積分點應力如何外插至節點處？【公式推導篇】，本次分享單元積分點應力外插至節點處的數值實現過程。
數值實現
借助以上理論，我們可以基于matlab平臺編制以下代碼段：
% 將積分點應力外插至單元節點上，這里只列舉了Q4的情況
for i = 1:3
StressElem(e,:,i) = [1+0.5*sqrt(3) -0.5
按照正常的理解，毫無.疑問，abaqus 全積分一定是采用了2x2x2=8個積分點。
從后處理結果來看，似乎也是如此，每個單元存在8個積分點。
然而，如果自己動手跑一遍程序，就會發現事實遠非如此，采用全積分計算得到的結果與abaqus 存在差異，原因何在？
事實賞，abaqus C3D8 采用的選擇積分方式（selective intergation schema），即對于偏應變，采用
In CAE, you can request coordinate outputs by going to the Field Output Request->Edit->Volume/Thickness/Coordinates->COORD, Current nodal coordinates. This way, you will be able to obtain nodal coordinates
如題 為什么我查詢的時候坐標都是0
案例涉及的相關技術：
①ABAQUS梁單元Rebar積分點插入；
②利用Python腳本提取ABAQUS場變量數據；
③利用Python腳本創建ABAQUS場變量數據。
計算報告編寫采用操作引導式，希望能為讀者使用ABAUQS場變量創建提供有益參考。
軟件后處理時可以看到節點上的應力結果是因為ABAQUS對單元積分點上的應力做了差值平均。以下列出常用關鍵詞的用法，大家可根據自己需要學習。
在ABAQUS中,當需要獲取節點上的應力時,可以在后處理中建立路徑或者用查詢功能等獲取.
但是當需要大量的節點上應力數據時,很多人會用Python編程進行大批量的提取應力.但是提取出來的應力為單元積分點上的應力.無法獲取節點上的應力.同時在ABAQUS中的子程序中,也是對積分點上的數據進行操作.
本文基于個人興趣同時想要更加了解有限元背后原理和公式的想法.近日進行了一些初步的探索.希望大家批評指正
