用戶子程序編譯的案例
完全基于VS的Abaqus UMAT等用戶子程序編譯、運行和調(diào)試 ￥1
Abaqus用戶子程序提供了很多接口幫助用戶實現(xiàn)自定義單元、材料等重要功能，但是功能強大，卻不友好，一般來說，存在以下四個問題：
1、 環(huán)境配置相對比較復(fù)雜，很多用戶在配置VS、Fortran和Abaqus的鏈接時就選擇了放棄；
2、 用戶子程序代碼的編譯問題不容易發(fā)現(xiàn)，用戶一般都需要在對應(yīng)Job的日志里去查看，然后再去修改代碼，重新提交Job，如此反復(fù)，工作效率極低；
3、 調(diào)試不易，Abaqus自帶了調(diào)試Job的功能，但往往由于環(huán)境配置的問題，用戶不能正確地進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)，對用戶子程序代碼進(jìn)行調(diào)試；
4、 由于Abaqus的用戶子程序編譯是每次提交任務(wù)后都會 重新執(zhí)行的，即使用戶已經(jīng)調(diào)試好用戶子程序代碼，也仍然需要重新編譯。同時給在共享用戶子程序時，就需要在多臺機器配置好用戶子程序的開發(fā)環(huán)境，實在是麻煩。
筆者通過一段時間的摸索和研究，找到了一種無需鏈接VS、Fortran和Abaqus，完全在VS中配置用戶子程序編譯環(huán)境的方法。編譯生成的文件可直接用于Abaqus，別的機器使用無需再配置開發(fā)環(huán)境。同時，筆者也根據(jù)調(diào)試代碼的需要，給出了一個實現(xiàn)單步調(diào)試的技巧，且無需再擔(dān)心由于環(huán)境配置問題無法進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。詳細(xì)內(nèi)容，見文檔。
方法指南.pdf
筆者也提供了配置好的vs工程。
展開 Abaqus用戶子程序調(diào)試插件DUS ￥1
=======背景=======
前段時間學(xué)習(xí)Abaqus的用戶子程序，本以為按照算法實現(xiàn)Fortran編碼應(yīng)該是比較快的，但沒想到在找用戶子程序的編譯和調(diào)試時浪費了不少時間，而且按照網(wǎng)上方法在命令行調(diào)試太麻煩，正好要做基于python的Abaqus二次開發(fā)培訓(xùn)，所以就在Abaqus/CAE用python做了一個簡單的調(diào)試插件，希望能減少初學(xué)者自己摸索調(diào)試方法的時間，也為現(xiàn)在還在用命令行調(diào)試的人提供一種更加便捷的方式。
=======概述=======
DUS（Debug User Subroutine）是集成在ABAQUS/CAE中的一個插件，能夠一鍵啟動用戶配置的用戶子程序開發(fā)平臺（如Visual Studio 2008等），并進(jìn)入對用戶定義子程序的單步調(diào)試模式。
Abaqus用戶子程序是用戶進(jìn)行求解器二次開發(fā)的手段，如果想要加入自己的算法，就必須使用Abaqus用戶子程序，Abaqus/CAE中可以編譯并運行用戶子程序，但沒有提供對用戶子程序的調(diào)試功能，用戶在編寫用戶子程序時，如果通過打印數(shù)據(jù)信息輸出log信息來查看程序運行情況，查錯過程極其繁瑣。而用戶如果在dos窗口下調(diào)試，由于用戶子程序本身的復(fù)雜性，在得到最終正確結(jié)果前，需要反復(fù)編程->調(diào)試->再編程這個過程，來回切換也是極其不方便的。
本工具可在Abaqus/CAE中調(diào)試用戶子程序，實現(xiàn)以下功能：
（1） 讀取用戶在ABAQUS/CAE的計算任務(wù)中定義的用戶子程序信息；
（2） 自動啟動配置的用戶子程序開發(fā)平臺，進(jìn)入調(diào)試模式；
（3） 對用戶子程序進(jìn)行單步調(diào)試。
展開 直播預(yù)告 | 從編譯到實戰(zhàn)：Adams用戶子程序使用基礎(chǔ)
精彩直播預(yù)告
在復(fù)雜機械系統(tǒng)動力學(xué)仿真領(lǐng)域，Adams用戶子程序已被廣泛用于模擬各類非標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)象。作為突破軟件原生功能邊界的關(guān)鍵開發(fā)接口，用戶可通過編寫具體代碼實現(xiàn)功能擴(kuò)展，實現(xiàn)特定場景的定制化建模。Adams軟件提供了豐富多樣的子程序類型，用戶編寫子程序用于代碼的具體實現(xiàn)，實用子程序一般在用戶編寫子程序內(nèi)配合使用，它在系統(tǒng)狀態(tài)查詢、數(shù)學(xué)和信息傳遞、接口交互以及文件輸入、輸出等方面發(fā)揮著重要作用，極大增強了仿真系統(tǒng)的靈活性和適用性。
用戶選擇使用 Adams 用戶子程序，主要基于以下五個方面：
1、擴(kuò)展Adams原生功能；
2、實現(xiàn)某個復(fù)雜邏輯；
3、引入元件或控制系統(tǒng)；
4、進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
5、隱藏源代碼。
然而，作為高級定制化開發(fā)工具，Adams 用戶子程序的應(yīng)用也面臨諸多挑戰(zhàn)。當(dāng)前用戶普遍存在三大痛點：一是對子程序的基礎(chǔ)調(diào)用機制缺乏系統(tǒng)性認(rèn)知；二是難以掌握用戶子程序的編寫技巧；三是在子程序編譯與鏈接環(huán)節(jié)存在操作障礙。
本次直播我們請到了Adams技術(shù)工程師狄亞鵬，通過介紹Adams用戶子程序的基本知識，使用方法，子程序編寫的最佳實踐以及如何編譯和鏈接用戶子程序，幫助用戶建立對Adams用戶子程序的基本認(rèn)識，邁出使用和開發(fā)用戶子程序的第一步。精彩不容錯過，趕快預(yù)約報名！
4月18日 14:00
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直播內(nèi)容聚焦
? Adams子程序的使用方法介紹
? Adams子程序關(guān)鍵參數(shù)介紹
? Adams子程序編寫的最佳實踐
狄亞鵬
海克斯康工業(yè)軟件技術(shù)工程師
具有多年Adams軟件使用經(jīng)驗，擅長Adams二次開發(fā)以及工程機械產(chǎn)品的動力學(xué)仿真分析。
展開 一個abaqus用戶材料子程序（UMAT）問題解決說明 附Abaqus用戶子程序專題下載
在開展abaqus用戶子程序的項目時，容易出現(xiàn)很多bug問題，下面是一個比較典型的容易遇到的報錯。
The job input file "Job-1.inp" has been submitted for analysis.
Job Job-1: Analysis Input File Processor aborted due to errors.
Error in job Job-1: Analysis Input File Processor exited with an error.
檢查工作路徑下的log文件（Job-1.log），提示無法識別“ifort”，這就意味著這個命令在系統(tǒng)路徑中無法被識別。實際上，“ifort”適用于編譯Fortran文件的，如果無法使用則無法完成編譯。
log文件內(nèi)容
為了解決這個問題，在系統(tǒng)文件中找到“ifort.exe”，并將其添加到環(huán)境變量path中，然后重啟軟件即可解決。
添加路徑
下載地址：Abaqus用戶子程序專題
展開 
DEFORM二次開發(fā)編譯工具最新介紹
軟件現(xiàn)用的功能可以滿足大部分用戶的需求，針對于某些特殊需求的用戶或特定功能，軟件提供了相應(yīng)的子程序可供用戶進(jìn)行二次開發(fā)實現(xiàn)功能的擴(kuò)展。
圖1 Absoft Fortran編譯器
DEFORM v13.1版本開始，軟件二次開發(fā)將支持兩種編譯器：
1） Absoft Fortran compiler
編譯用戶子程序，并鏈接DEF_SIM_LIB_Absoftv110.lib文件，生成FEM引擎程序（DEF_SIM_64.EXE）。
2） Intel Fortran compiler（Deform v13.1版本開始支持）
用戶子程序被編譯成動態(tài)鏈接庫（DLLs）。求解計算時，動態(tài)鏈接庫DLLS與FEM引擎程序（DEF_SIM_64.EXE）之間建立鏈接。
DEFORM v13.1安裝過程中，軟件提供了兩類FEM引擎可供用戶選擇，如下圖所示：
圖2 FEM引擎選擇（DEFORM v13.1軟件安裝）
DEFORM軟件Intel Fortran二次開發(fā)操作流程如下：
編輯FEM用戶子程序；
用戶子程序編譯成DLLs文件；
不需替換已安裝的DEFORM FEM引擎程序；
替換DEF_SIM_64.EXE所在文件夾中的DLLs文件。
展開 IVF 版本和IVS編譯器對應(yīng)關(guān)系（用abaqus和lsdyna做用戶自定函數(shù)或者子函數(shù)的可以看看）
https://en.wikipedia.org/wiki/Intel_Fortran_Compiler
inel fortran Compiler 不同版本對應(yīng)的編譯器
Intel Parallel Studio XE 2015 Update 4 or later (compiler 15.0.4) VS2010, VS2012, VS2013, VS2015 (includes VS2010 Shell)
Intel Parallel Studio XE 2015 Initial release through update 3 (compiler 15.0) VS2010, VS2012, VS2013 (includes VS2010 Shell)
Composer XE 2013 SP1 Update 1 or later (compiler 14.0.1) - VS2008, VS2010, VS2012, VS2013 (includes VS2010 Shell)
Composer XE 2013 SP1 initial release (compiler 14.0.0) - VS2008, VS2010, VS2012 (includes VS2010 Shell)
Composer XE 2013 (compiler 13.0 and 13.1) - VS2008, VS2010, VS2012 (includes VS2010 Shell)
Composer XE 2011 (compiler 12.0 and 12.1) - VS2005, VS2008, VS2010 (includes VS2008 Shell (12.0) or VS2010 Shell (12.1))
展開 damask 子程序在windows平臺直接編譯使用
再嘗試編譯過程中嘗試了大量的damask版本，發(fā)現(xiàn)2.02和2.01版本最適合作為移植到abaqus的軟件版本，原因是2.03雖然作為最后一個支持abaqus求解器的版本，然而當(dāng)前版本不支持顯示求解器，因此為了方便后期的動態(tài)求解問題，不適合使用，同時2.0以前的damask版本相應(yīng)的功能雖然已經(jīng)滿足，但是存在各類不易輕易發(fā)現(xiàn)的bug，嚴(yán)重影響移植過程，同時damask移植過程中涉及到并行計算的問題，damask的子程序寫法對并行計算支持度一般，且存在大量的數(shù)值讀取和寫出，嚴(yán)重影響多核心并并行計算，因此建議調(diào)試時使用單核心進(jìn)行，移植到windows下支持的編譯器和Fortran版本也有顯著差異，當(dāng)前使用vs2017，F(xiàn)ortran2019，abaqus2022發(fā)現(xiàn)可以正常使用計算。對damask在windows下編譯感興趣的可以下載相應(yīng)版本的abaqus嘗試編譯和運行。
damask在windows下使用的案例效果如下：
在編譯過程中測試了下圖所示的案例，分別是BCC鐵，位錯密度模型，F(xiàn)CC鋁，ＨＣＰ鎂合金，ＨＣＰ鈦合金，各項同性的粘塑性模型，taylor模型等以及動態(tài)顯示vumat的實現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)運行結(jié)果良好，計算效率相較于linux平臺要稍快一些，指的注意的是，當(dāng)前采用單核心計算，在后續(xù)的過程中會對整體的damask代碼進(jìn)行完整的重構(gòu)，充分支持多核心并行計算，即運算效率會顯著提到，運行效果如下：
同一個目錄下包含如下文件
預(yù)編譯為OBJ格式可以顯著較少每次編譯所消耗的時間，
使用包含200個晶粒進(jìn)行拉伸拉伸測試，驗證程序的可靠性
運行過程中，會生成包含輸出變量含義的三個文件
整體運行結(jié)束需要的時間。
展開 在未安裝Fortran編譯器的機器上運行Marc子程序
<p>首先你要擁有一臺配置和關(guān)聯(lián)好Fortran編譯器的電腦。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<hr>
</div><p><br></p><p>界面操作方式如下：</p><p>如下圖所示，選中要執(zhí)行的子程序文件，并將紅框中的選項改為圖中"compile and save"，點擊運行。在求解文件夾下會生成一個叫"gearpair.exe"的文件。</p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202504/attachment/f3720ff675174058aef6970f4de9d240.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/f3720ff675174058aef6970f4de9d240.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/f3720ff675174058aef6970f4de9d240.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202504/attachment/f3720ff675174058aef6970f4de9d240.png?
展開 線彈性UMAT子程序驗證-對初級子程序用戶很有幫助 ￥3
umat子程序可以定義材料的本構(gòu)關(guān)系，abaqus 中自帶的材料模型通常為成熟的材料模型，當(dāng)新的材料行為被發(fā)現(xiàn)時，通常沒法應(yīng)用自帶的材料的模型，這時就需要用到umat子程序?，F(xiàn)在以大家熟知的線彈性模型為例，以熟悉uamt子程序的語法結(jié)構(gòu)，并驗證其正確性。
問題描述：
一個0.2×0.2×1m的由Q235鋼組成的細(xì)桿，其一端固定，另一端面上施加100Mpa的拉力，我們都知道Q235鋼的屈服極限為235Mpa，因此這是個線彈性問題，可以用abaqus自帶的材料模型解決，但是為了熟悉umat子程序語法結(jié)構(gòu)并驗證其正確性，這里用umat子程序自定義材料本構(gòu)關(guān)系，對上述簡單拉伸問題進(jìn)行模擬。
具體步驟如下：
1、建立部件
2、輸入材料參數(shù)
3、創(chuàng)建實例
4、定義分析步
5、定義邊界條件
6、劃分網(wǎng)格
7、提交作業(yè)
8、顯示結(jié)果
我們在細(xì)桿上任選一點，z方向的應(yīng)力為100Mpa，計算結(jié)果正確，從而驗證了umat子程序的正確性。
接下來，通過視頻的形式給大家詳細(xì)介紹本算例的umat子程序
展開 Abaqus用戶子程序安裝、開發(fā)、調(diào)試
引言
Abaqus為用戶提供了大量的用戶子程序，用戶可以通過子程序接口開發(fā)Abaqus原本不具備的單元、材料、載荷等。此外，利用子程序能幫助我們?nèi)ダ斫?、推測Abaqus的計算過程，這對國產(chǎn)自主軟件對標(biāo)Abaqus功能開發(fā)具有一定的參考意義。
ABAQUS用戶子程序VUMAT
Abaqus用戶子程序VUMAT.pdf
ABAQUS用戶材料子程序管道爆炸
在ABAQUS中做管道內(nèi)壓爆炸CEL模擬，采用vumat進(jìn)行子程序定義
當(dāng)管道為單層網(wǎng)格時，流固耦合效果好。當(dāng)管道為多層網(wǎng)格時，采用abaqus自帶的材料及損傷可以實現(xiàn)模擬，使用vumat進(jìn)行模擬流固耦合效果就很差（內(nèi)部氣體漏氣、等效塑性應(yīng)變分布不正確、計算迭代等），這是什么原因
ABAQUS用戶子程序小例子
Abaqus用戶子程序DISP入門實例2-kxh.zip
Abaqus用戶子程序DISP入門實例3-kxh.zip
Abaqus用戶子程序DISP入門實例-kxh.zip
淺談ABAQUS用戶子程序
下載地址:
http://www.caenet.cn/paper/Paper.aspx?ID=451
MSC Nastran用戶子程序功能的使用方法
注意：
采用傳統(tǒng)的Intel Fortran編譯器需要有l(wèi)icense（本機或從license服務(wù)器獲取)；而Intel oneAPI 編譯器是免費的，但MSC Nastran2022.2及其后續(xù)版本才支持。
用戶子程序應(yīng)用與運行命令
MSC Nastran用戶子程序功能的使用通常涉及以下方面：
?標(biāo)識調(diào)用用戶子程序的少量選項；
?用戶子程序采用FORTRAN或C++語言編寫；
?將用戶子程序鏈接到MSC Nastran。
為了讓用戶掌握用戶子程序的使用功能，在用MSC Nastran 的手冊中有一些實際例子，比如在手冊“Demonstration Problems Manual- Implicit Nonlinear”中就有兩個詳細(xì)的例子，分別是第43章的定義剛體運動的用戶子程序和第44章的定義材料失效準(zhǔn)則的用戶子程序（具體章的編號不同版本有所不同，此處是2022.3版本的編號）。下面以第43章的例題為例介紹用戶子程序的具體用法。
該例主要演示MSC Nastran熱機械耦合分析以及用戶子程序功能的使用，它模擬了考慮塑性功生熱和摩擦生熱效應(yīng)的圓柱體鐓粗過程，并將分析結(jié)果與實驗結(jié)果進(jìn)行比較。該例的MSC Nastran計算的輸入文件：nug_73.dat和用戶子程序為：nug_73.f。如果已經(jīng)有了輸入文件名和用戶子程序名，就可以采用以下MSC Nastran計算命令運行（需要按軟件安裝的路徑略作調(diào)整，也可在圖形界面中提交計算）：
D:\MSC.Software\MSC_Nastran\2022.3\bin\nastran.exe nug_73.dat uds=nug_73.f
說明：
對于類似本例情形，MSC Nastran有兩個命令行相關(guān)關(guān)鍵字uds和udssave。
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