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abaqus子程序Umat基礎知識及實例解釋
UMAT子程序具有強大的功能,使用UMAT子程序:
(1)可以定義材料的本構關系,使用ABAQUS材料庫中沒有包含的材料進行計算,擴充程序功能。
(2)幾乎可以用于力學行為分析的任何分析過程,幾乎可以把用戶材料屬性賦予ABAQUS中的任何單元;
(3)必須在UMAT中提供材料本構模型的雅可比(Jacobian)矩陣,即應力增量對應變增量的變化率。
(4)可以和用戶子程序“USDFLD”聯合使用,通過“USDFLD”重新定義單元每一物質點上傳遞到UMAT中場變量的數值。
今天跟大家分享一篇關于用戶子程序的基礎知識總結以及實例講解,我覺得是我看過眾多資料里面講解的比較好的,三年前收集的,實在不知道作者是誰,只能先謝謝了。希望對你們有幫助,因為umat應該說是abaqus跟其他有限元軟件的最大不同之處了,是每個人學abaqus到最后無法避開的必經之路,希望大家學好。其他也整理了好多學習Umat的資料,有需要的各位找我自取。
下面是pdf正文:
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也算是自己之前學習的一點總結,可惜自己寫不了這么好。加油吧。內容的pdf我也已經上傳到了技術鄰。
其他的一些資料如下,好久之前整理的,有需要的請私聊自取哈。
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發布于 00:18
展開 Abaqus-Geometry Edit(幾何編輯)功能解釋(草稿版勿購) ¥99
<p>Abaqus從其他軟件導入的幾何模型,多少都存在一些不想要的特征等,進行仿真前都需要進行幾何模型的前處理進行簡化或者處理掉小特征、或者添補缺失。因此對于初學者來說,Abaqus中幾何前處理的部分功能操作進行一定的解釋。具體解釋如下:</p><p><br></p><p><span style="background-color: rgb(255, 255, 255); color: rgb(25, 27, 31);">原創聲明:未經本人同意,禁止抄襲、二次創作及轉載!</span></p>
展開 ABAQUS顯式子程序調用規則及nblock變量解釋
ABAQUS在調用VUHARD子程序時,每次向子程序提供136個單元(單元數<136則提供所有單元)進行計算,使用(do k=1,nblock → end do)計算每一個單元的相關變量。因此對于1000單元來說,一共調用8次子程序。
設置全局變量commom /globals/ kdtest,在ABAQUS每一次調用子程序之后,給其加一,統計模擬過程中的總循環數,在(do k=1,nblock → end do) 循環內部輸出變量kdtest的值。(全局變量可以不跟著k的循環而變化,用戶可以根據需求設置其在代碼中的功能),結果截圖如下:
共1000個數據,1~7各重復了136次,8重復了48次,與上述分析一致。
因此在nblock實際代表的是ABAQUS提供給子程序的材料點塊,這個塊區包含的單元數與模型單元數有關,而k則是對該材料點塊實現一個遍歷,確保每個單元都被考慮到。本研究僅針對于單核計算來講,多核模擬將在后續展開介紹。
展開 abaqus子程序Umat基礎知識及實例解釋
UMAT子程序具有強大的功能,使用UMAT子程序:
(1)可以定義材料的本構關系,使用ABAQUS材料庫中沒有包含的材料進行計算,擴充程序功能。
(2)幾乎可以用于力學行為分析的任何分析過程,幾乎可以把用戶材料屬性賦予ABAQUS中的任何單元;
(3)必須在UMAT中提供材料本構模型的雅可比(Jacobian)矩陣,即應力增量對應變增量的變化率。
(4)可以和用戶子程序“USDFLD”聯合使用,通過“USDFLD”重新定義單元每一物質點上傳遞到UMAT中場變量的數值。
今天跟大家分享一篇關于用戶子程序的基礎知識總結以及實例講解,我覺得是我看過眾多資料里面講解的比較好的,三年前收集的,實在不知道作者是誰,只能先謝謝了。希望對你們有幫助,因為umat應該說是abaqus跟其他有限元軟件的最大不同之處了,是每個人學abaqus到最后無法避開的必經之路,希望大家學好。其他也整理了好多學習Umat的資料,有需要的各位找我自取。下面是pdf正文:
也算是自己之前學習的一點總結,可惜自己寫不了這么好。加油吧。pdf也已經上傳到了技術鄰,大家可以下載。
其他的一些資料如下,好久之前整理的,懶得一個個區整理了,有需要的請私聊自取哈。
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【公益帖】abaqus中的ETOTAL 能量澄清,解釋為何有時為負?
顯式計算中,觀察ETOTOL發現有時能量為負,覺得不太可能,主要原因是大家對ETOTAL的物理含義有誤解,在abaqus的幫助文檔中 4.2.1 Abaqus/Explicit output variable identifiers給出了ETOTAL物理含義,代表的是總的平衡能,具體代表什么呢? 如下
ETOTAL 總的能量平衡
ETOTAL = ALLKE + ALLVD + ALLSD + ALLKL + ALLFD + ALLJD + ALLIE – ALLWK
ALLKE 動能
ALLVD 耗散能(粘性引起,不包括 ALLSD 和 ALLCD)
ALLSD 耗散能(自動穩定引起,如接觸)
ALLKL 動能損失(沖擊引起)
ALLFD 耗散能(摩擦引起)
ALLJD 耗散能(電流引起)
ALLIE 總應變能
ALLIE = ALLSE + ALLPD + ALLCD + ALLAE + ALLQB + ALLEE + ALLDMD
ALLSE 應變能(可恢復)
ALLPD 耗散能(塑性變形引起)
ALLCD 耗散能(粘彈性、蠕變、膨脹引起)
ALLAE 偽應變能
ALLQB 耗散能(無限單元引起,如無反射邊界)
ALLEE 靜電能
ALLDMD 耗散能(裂紋引起)
ALLWK 外力功
那么出現了ETOTAL能量為負,并不是代表計算就有問題,總能來說ETOTAL月接近零越好。但是有時可能是一個比較大的值,這是否就說明計算有問題嗎? 也不一定要看ETOTAL與 總動能(或者總勢能)的比值是否可以比擬,如果在1%以內我們認為也是可以接受的。
展開 關于Abaqus UEL中RHS數組長度大于單元總自由度數的一些解釋
在Abaqus中,用戶自定義元素子程序(UEL)的開發需要遵循一些特定的規則和約定。其中一個關鍵約定是關于子程序中的RHS(右手邊)向量的維數,我最近在嘗試用UEL做一些二次開發,也發現了RHS向量的維數比單元的總自由度數多了4個這一現象,結合在站內一些同行的猜測,我認為這可能是由于Abaqus的內部工作方式所導致的。
首先,有同行懷疑是因為用了四節點單元,所以多了四個,我開發的單元是12個節點的,依然多了四個維度,因此排除是單元內節點個數導致的。
在Abaqus中,RHS向量的維數實際上包括了除了單元的位移自由度外的其他項,這些項用于處理多種情況,例如:
體積力和表面力的計算:RHS向量可能包括用于計算體積力和表面力的額外自由度。這些自由度用于存儲單元內的體積力和表面力的貢獻。
約束和邊界條件:Abaqus可能需要額外的自由度來處理約束條件和邊界條件,以確保數值穩定性和正確的求解結果。
內部狀態變量:某些材料模型和非線性分析可能需要存儲和更新一些內部狀態變量,這些變量也可以占用RHS向量中的額外位置。
因此,RHS向量的維數不僅僅包括單元的位移自由度,還包括其他與分析和模型特性相關的項。這是Abaqus設計的一部分,旨在確保通用性和可擴展性,以處理各種復雜的問題。其中我認為可擴展性是一項比較重要的應用,我目前所做的工作可能會利用到這一點,等有結果了會繼續更新。
展開 abaqus二次開發:后處理批量提取場輸出和歷程輸出結果(源碼帶注釋) ¥198
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同時提供定制hypermesh/hyperview/abaqus前后處理插件開發。
Abaqus-高清圖片輸出 ¥4.99
<p>在使用 Abaqus 的過程中,輸出高清圖片是一個常見的需求。</p><p>高清圖片的本質是 DPI(<span style="background-color: rgba(18, 18, 18, 0);">Dots Per Inch,圖像每英寸長度內的像素點數)達到一定數值。</span>網上的很多資料,僅僅是調整輸出圖片的格式,或者調整 Abaqus 內的顯示設置,并沒有從根本上改善圖片的 DPI。</p><p>本帖提供了操作簡便的處理思路,可以精準的控制圖片的清晰度及尺寸,適用于 原始文件(cae文件)的幾何模型、裝配模型以及結果文件(odb文件)的應力云圖、變形圖等圖片的高清輸出。</p><p>高清圖片導出--圖文流程,見付費部分。</p>
展開 【ABAQUS模態動力學】Composite&abaqus 預應力模態分析&輸出單元剛度矩陣
從上面這個理解出發,ABAQUS預應力模態只要在frequency分析步之前進行General,Static分析步,打開NLGeom選項(分析過程中剛度矩陣會不斷變化)。
提取單元剛度矩陣:
【ABAQUS 二次開發筆記】輸出單元剛度矩陣 - hayden_william - 博客園
以上均為我的一點理解,不一定完全正確,本文僅作為個人學習記錄之用,其他概不負責。
【Abaqus】輸出任意參量平均值的插件
</p><p class="ql-align-justify">****基于以上需求,做了各abaqus后處理插件,可以提取任意參量的平均值。******</p><h2 class="ql-align-center"><strong>介紹</strong></h2><p class="ql-align-justify">插件主界面如下圖所示,功能主要包括:</p><p class="ql-align-justify"><br></p><ul><li class="ql-align-justify">定義任意step;</li><li class="ql-align-justify">可以選擇每隔n個幀提取,實際上這是為了加快提取速度;</li><li class="ql-align-justify">可以提取標量:當所輸出為標量時,比如用戶自定義SDV1等,members可以不填寫;同時支持多個變量,比如<span style="color: rgb(18, 18, 18);">SDV1,SDV2等;</span></li><li class="ql-align-justify">有份量的參量:比如應力S及真實應變LE等都是有方向的,此時不僅需要給出參量名稱,也需要給定方向,比如要提取S11 則在Name填寫S,members填寫11; 如果相提取mises平均,則在Name先填寫S,members 再填mises即可。同樣支持多個量同時提取,比如 Name:S,E 而members:22同時提取S和E的2方向。
展開 Abaqus的歷史數據輸出的問題
Abaqus的歷史數據輸出的問題
Abaqus結果輸出時有場輸出(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,區別是場變量輸出大量的單元或節點上的計算結果,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點上的計算結果,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,經常用到的就是這個獨立分量的輸出,比如輸出結構最大點的位移變化曲線,或者盈利最大點的應力變化過程等。
在輸出歷史數據時,大多數的輸出結果比如位移和應力等,不能實現整個模型全部輸出,也就是需要指定set(參考集),需要設置相關的set后,結果輸出才會有這些數據。
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,一般經常用到的應該是Node,也即節點集,想要輸出這個節點在求解過程中的Mises應力變化過程,選擇某個節點,通過Step模塊的History Output Requests,如圖2所示。
圖1
圖2
選擇剛才設置的Set,選擇需要輸出的結果項,此處為Mises。之后計算,計算后提取結果時,發現并沒有輸出該節點的Mises歷史數據。
筆者很快想到了,有可能是不能輸出節點的應力,因為涉及到節點解和單元積分點解的問題,這個之前已經討論過。基于此考慮,那么輸出該節點的位移場肯定沒問題,因為節點位移解是最先得到的節點解。
將Mises換成UT,如圖3所示。
同時,新建一個Element Set,因為Node Set無法輸出歷史數據,那么采用Element Set也肯定能夠輸出單元積分點的數據,如圖4所示。
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ABAQUS 結果文件輸出
區別是
a.odb文件默認生成,是二進制文件,abaqus才能訪問,python后處理也是通過abaqus訪問。
b.fil文件不是默認生成,需要在inp中添加關鍵字(*FILE FORMAT, ASCII),添加的位置可以是(*Restart)命令之后。是文本文件,文本編輯器可以訪問。
要輸出的量可以通過cae界面選擇,也可以通過inp添加。
輸出到fil文件屬于歷史輸出范圍,輸出的是所有增量步的值。fil文件的大小似乎是固定的,在cae界面中,歷史輸出可以設置只輸出最后一個increment的值,對應在inp文件中表示為(*Output, history, frequency=99999),輸出頻率非常大,故只輸出最后一幀。這個命令針對fil的輸出無用,這里姑且認為fil只能輸出的所有增量步的值。
*NODE FILE 輸出節點變量,位移(UCOORD-101),節點坐標(COORD-107)
*EL FILE 輸出單元變量,MISES應力(S),應力分量(SINV-12)
要使用URDFIL子程序,首先必須先創建.fil文件,子程序讀取.fil文件,Fortran代碼實現結果的格式化輸出。
展開 關于Abaqus圖片輸出的總結 附ABAQUS 6.14.1安裝包下載和安裝教程下載
關于Abaqus圖片輸出的總結
1.改變abaqus界面背景顏色
Aabaqus默認的背景為漸變藍色,如果想把背景變為白色,方便導出圖片,則可以進行以下操作。
View-Graphics Options-Viewport Background-Solid(點擊圓圈)-選擇顏色(白色)即可。
2.設定界面文字是否顯示
1Abaqus界面上有默認輸出的文字和坐標和圖例等,可以通過以下操作選擇是否顯示這些內容。
2Viewport-Viewport Annotation Options-General-Visibility
3取消勾選其中的內容即可
3.圖例大小
為了美觀需要顯示較小的圖例,通過以下操作即可
Viewport-Viewport Annotation Options-Legend-Set Font-Size
修改Size的大小即可
4.將云圖中的網格除去
有時為了輸出圖片的美觀,需要將劃分好的網格去除,通過以下操作即可。
Option-Common Plot Options-No edges
點選No edges即可
5.輸出高清png圖片
File-Print
需要高清圖片,點掉256色,進一步選擇PNG Formal Options即可進入分辨率界面。
以上即為Abaqus圖片輸出相關的操作過程
下載地址:ABAQUS 6.14.1安裝包下載和安裝教程
展開 ABAQUS—輸出骨架曲線
ABAQUS構件擬靜力模擬時,輸出滯回曲線的同時,也可以輸出骨架曲線。
可以點下面鏈接去看視頻。
https://mp.weixin.qq.com/s/RvIABJS3VVD8USUCVnpWWw
教程:
1、將加載制度里每級加載的最大位移對應的時間找到,寫成一列,復制。
2、在ABAQUS的Step模塊中,點擊Create Histoty Output,Domain里選擇Set,Set-4(Set-4為輸出骨架曲線的點的集合,自己定義即可)。Frequency里選From times points,點擊Create Time Point,將復制的時間列輸入進去,如下:
選擇輸出的RF和U。
3、計算完成后,在Create XY Data里點ODB histoty output(第一個),就有骨架曲線力和位移的數據了。
點擊Save XY Data,復制到Excel中,升序,畫圖,和滯回曲線對比,基本吻合,僅黑框處有所差異,原因在于你輸出的是最大位移及其對應的力(一般情況下即為骨架曲線點),但是試驗和模擬中,也會存在每級加載中最大的力是在最大位移之前出現的,即產生了不同。
有用請點贊!關注我,關注公眾號 結構工程師 ,可以學習更多!
展開 ABAQUS中輸出Cohesive單元的斷裂形式
ABAQUS中其實已經提供了識別這兩種(拉伸和剪切)破壞形式的場輸出:MMIXDME、MMIXDMI。下面從定義、使用、結果演示等幾個方面進行介紹。
定義
幫助文檔中,二者定義如下:
MMIXDME,為損傷演化過程中混合斷裂模式的比例,定義為1-m1,位于單元積分點位置,單元未破壞時,其數值默認為-1;
MMIXDMI,為初始損傷時混合斷裂模式的比例,同樣定義為1-m1,位于單元積分點位置,單元未破壞時,其數值默認為-1;
后面看下m1的定義:
m1為Gn(一型張開斷裂能)與GT(三型斷裂能之和)的比值:
當m1為1,表示完全的拉伸破壞時,對應的MMIXDME和MMIXDMI數值為0;
當m1為0,表示完全的剪切破壞時,對應的MMIXDME和MMIXDMI數值為1;
通過這兩個參量,我們就可以判斷cohesive單元以哪種形式破壞為主。
使用方法
目前不支持GUI界面定義,Step模塊的場輸出無法找到MMIXDMI和MMIXDME。
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