疲勞載荷子程序的案例
Cohesive單元的疲勞載荷子程序
有Cohesive單元的疲勞子程序應(yīng)該怎么根據(jù)自己的模型修改子程序
abaqus自定義載荷子程序------Dload使用
abaqus子程序Dload的主要作用：
（1）可用于定義作為位置、時(shí)間、單元編號(hào)、被加載積分點(diǎn)數(shù)量等的函數(shù)分布載荷大小的變化。
（2）在應(yīng)力分析期間，將在每個(gè)基于單元或基于表面的非均勻分布載荷定義的載荷積分點(diǎn)處調(diào)用；
（3）將在每個(gè)積分點(diǎn)調(diào)用，以計(jì)算承受不均勻荷載類型PENU和PINU的管道元件的有效軸向力ESF1；
（4）不能在基于模態(tài)的程序中用于描述負(fù)載的時(shí)間變化；并且忽略可能與相關(guān)聯(lián)的階躍定義或非均勻分布負(fù)載定義一起出現(xiàn)的任何幅度參考。
子程序接口界面
SUBROUTINE DLOAD(F,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,
1 COORDS,JLTYP,SNAME)
C
INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
C
DIMENSION TIME(2), COORDS (3)
CHARACTER*80 SNAME
user coding to define F
RETURN
END
待定義變量
F：分布載荷的大小。表面載荷的單位為FL?2，體力的單位為FL?3。F將作為基于單元或基于表面的分布式載荷定義的一部分指定的載荷大小傳遞到例程中。如果未定義大小，F(xiàn)將作為零傳入。對(duì)于使用修正Riks法（靜態(tài)應(yīng)力分析）的靜態(tài)分析，F(xiàn)必須定義為荷載比例系數(shù)λ的函數(shù)。分布式負(fù)載大小不可用于輸出目的。
用于傳遞信息的變量
KSTEP：Step 編號(hào)
KINC：增量數(shù)
TIME(1)：當(dāng)前分析步對(duì)應(yīng)的當(dāng)前時(shí)間
TIME(2)：所有分析步對(duì)應(yīng)的當(dāng)前時(shí)間
NOEL：?jiǎn)卧幪?hào)
NPT：根據(jù)荷載類型，構(gòu)件內(nèi)或構(gòu)件表面上的荷載積分點(diǎn)編號(hào)。
展開 abaqus自定義載荷子程序------Dload使用 ￥29.9
abaqus子程序Dload的主要作用：
（1）可用于定義作為位置、時(shí)間、單元編號(hào)、被加載積分點(diǎn)數(shù)量等的函數(shù)分布載荷大小的變化。
（2）在應(yīng)力分析期間，將在每個(gè)基于單元或基于表面的非均勻分布載荷定義的載荷積分點(diǎn)處調(diào)用；
（3）將在每個(gè)積分點(diǎn)調(diào)用，以計(jì)算承受不均勻荷載類型PENU和PINU的管道元件的有效軸向力ESF1；
（4）不能在基于模態(tài)的程序中用于描述負(fù)載的時(shí)間變化；并且忽略可能與相關(guān)聯(lián)的階躍定義或非均勻分布負(fù)載定義一起出現(xiàn)的任何幅度參考。
子程序接口界面
SUBROUTINE DLOAD(F,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,
1 COORDS,JLTYP,SNAME)
C
INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
C
DIMENSION TIME(2), COORDS (3)
CHARACTER*80 SNAME
user coding to define F
RETURN
END
待定義變量
F：分布載荷的大小。表面載荷的單位為FL?2，體力的單位為FL?3。F將作為基于單元或基于表面的分布式載荷定義的一部分指定的載荷大小傳遞到例程中。如果未定義大小，F(xiàn)將作為零傳入。對(duì)于使用修正Riks法（靜態(tài)應(yīng)力分析）的靜態(tài)分析，F(xiàn)必須定義為荷載比例系數(shù)λ的函數(shù)。分布式負(fù)載大小不可用于輸出目的。
用于傳遞信息的變量
KSTEP：Step 編號(hào)
KINC：增量數(shù)
TIME(1)：當(dāng)前分析步對(duì)應(yīng)的當(dāng)前時(shí)間
TIME(2)：所有分析步對(duì)應(yīng)的當(dāng)前時(shí)間
NOEL：?jiǎn)卧幪?hào)
NPT：根據(jù)荷載類型，構(gòu)件內(nèi)或構(gòu)件表面上的荷載積分點(diǎn)編號(hào)。
展開 ABAQUS中橢圓形移動(dòng)載荷DLOAD和UTRACLOAD子程序詳解：從定義到實(shí)現(xiàn) ￥288
圖5 切向載荷分布
3、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實(shí)現(xiàn)
確定好法向和切向移動(dòng)載荷分布后，利用FORTRAN編寫DLOAD和UTRACLOAD用戶子程序，實(shí)現(xiàn)法向和切向移動(dòng)載荷施加，載荷施加在滾動(dòng)接觸體表面（以圖6所示的鋼軌踏面施加移動(dòng)載荷為例）。
圖6 鋼軌表面施加法向和切向移動(dòng)載荷
3.1 法向移動(dòng)載荷實(shí)現(xiàn)DLOAD
DLOAD子程序是ABAQUS中定義體載荷、面載荷、線載荷等的一種接口，通過Fortran代碼自定義每個(gè)積分點(diǎn)上的載荷值。DLOAD適用于定義在單元上的載荷（如壓力、密度效應(yīng)等）；可以利用時(shí)間（TIME(1)）、空間坐標(biāo)（COORD）、元素編號(hào)等信息，來定義移動(dòng)的載荷區(qū)域或強(qiáng)度，主要用于法向載荷的模擬。
展開 
基于Abaqus的DLOAD子程序實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載荷 ￥12
<p>有限元模型中，當(dāng)載荷比較復(fù)雜時(shí)，難以通過ABAQUS/CAE界面直接進(jìn)行設(shè)置，這時(shí)候就需要使用DLOAD子程序。在工程實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)遇到移動(dòng)載荷的例子，如車轍實(shí)驗(yàn)，汽車過橋等。本案例介紹基于ABAQUS子程序的DLOAD實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載荷。
ABAQUS——DLOAD子程序應(yīng)用（移動(dòng)載荷） ￥9.99
以汽車過橋問題為例，汽車向前行駛過程中，車體與橋面間存在移動(dòng)的壓強(qiáng)載荷。DLOAD子程序可對(duì)上述過程進(jìn)行有效模擬。
DLOAD子程序介紹：
在網(wǎng)上對(duì)于單移動(dòng)載荷的實(shí)現(xiàn)辦法介紹較為全面，實(shí)現(xiàn)的效果如下：
同時(shí)附上我編寫的子程序主體片段，關(guān)鍵是需要對(duì)移動(dòng)載荷生效區(qū)域和失效區(qū)域的準(zhǔn)確描述（通過坐標(biāo)），本例中，車輪與地面間的接觸區(qū)域簡(jiǎn)化為長(zhǎng)方形（寬度即為輪寬）：
但若要實(shí)現(xiàn)多個(gè)載荷在不同位置同時(shí)移動(dòng)呢？這就需要花費(fèi)一點(diǎn)心思，觀察子程序的可用參數(shù)：對(duì)COORDS或者SNAME的加強(qiáng)判斷即可實(shí)現(xiàn)多載荷移動(dòng)，具體效果如下：
收費(fèi)內(nèi)容為上述模型的cae文件和上述兩個(gè)案例的子程序文件示例
展開 Abaqus用Dload子程序實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載荷
在工程實(shí)際應(yīng)用中，我們經(jīng)常會(huì)遇到移動(dòng)載荷的例子，如車轍實(shí)驗(yàn)，汽車過橋等。今天就介紹一下用abaqus子程序Dload實(shí)現(xiàn)移動(dòng)載荷——“CAE仿真實(shí)驗(yàn)室”出品。
Abaqus Cohesive單元的疲勞UMAT子程序
圖1 雙線性本構(gòu)
圖2 指數(shù)型本構(gòu)
常規(guī)的內(nèi)聚力模型主要用來描述材料的靜力破壞行為，在此基礎(chǔ)上許多學(xué)者通過將疲勞損傷引入內(nèi)聚力模型中來模擬材料的疲勞失效行為。Abaqus內(nèi)置的內(nèi)聚力模型并未考慮循環(huán)載荷下的疲勞損傷，因此需要通過編寫UMAT子程序來實(shí)現(xiàn)循環(huán)載荷下的疲勞內(nèi)聚力模型。
Roe提出了一種不可逆的內(nèi)聚力模型來模擬界面的疲勞裂紋擴(kuò)展行為。單調(diào)載荷下牽引力和位移之間符合指數(shù)關(guān)系
單調(diào)載荷下的損傷增量
同時(shí)，Roe提出了一種循環(huán)載荷下的損傷演化方程，將疲勞損傷與牽引力和累積位移聯(lián)系起來。
于是總損傷可以表示為
在Roe研究的基礎(chǔ)上，Emilio通過UEL編寫了考慮疲勞損傷的內(nèi)聚力模型，但是其只考慮了法向的疲勞損傷，同時(shí)UEL在ABAQUS中的前后處理都不太方便，因此本文在前人研究的基礎(chǔ)上(增加了兩個(gè)假設(shè)，1，卸載過程經(jīng)過原點(diǎn)；2，卸載時(shí)不產(chǎn)生疲勞損傷)編寫了考慮內(nèi)聚力模型法向和切向疲勞損傷的UMAT子程序。
通過子程序計(jì)算得到的結(jié)果如圖3-圖7所示
圖3 單向加載曲線
圖4 法向循環(huán)載荷下的響應(yīng)
圖5 切向循環(huán)載荷下的響應(yīng)
圖6 循環(huán)彎曲載荷下的損傷演化和裂紋擴(kuò)展
圖7 循環(huán)載荷下的DCB試件裂紋擴(kuò)展
展開 Abaqus Cohesive單元的疲勞UMAT子程序
圖1 雙線性本構(gòu)
圖2 指數(shù)型本構(gòu)
常規(guī)的內(nèi)聚力模型主要用來描述材料的靜力破壞行為，在此基礎(chǔ)上許多學(xué)者通過將疲勞損傷引入內(nèi)聚力模型中來模擬材料的疲勞失效行為。Abaqus內(nèi)置的內(nèi)聚力模型并未考慮循環(huán)載荷下的疲勞損傷，因此需要通過編寫UMAT子程序來實(shí)現(xiàn)循環(huán)載荷下的疲勞內(nèi)聚力模型。
Roe提出了一種不可逆的內(nèi)聚力模型來模擬界面的疲勞裂紋擴(kuò)展行為。單調(diào)載荷下牽引力和位移之間符合指數(shù)關(guān)系
單調(diào)載荷下的損傷增量
同時(shí)，Roe提出了一種循環(huán)載荷下的損傷演化方程，將疲勞損傷與牽引力和累積位移聯(lián)系起來。
于是總損傷可以表示為
在Roe研究的基礎(chǔ)上，Emilio通過UEL編寫了考慮疲勞損傷的內(nèi)聚力模型，但是其只考慮了法向的疲勞損傷，同時(shí)UEL在ABAQUS中的前后處理都不太方便，因此本文在前人研究的基礎(chǔ)上(增加了兩個(gè)假設(shè)，1，卸載過程經(jīng)過原點(diǎn)；2，卸載時(shí)不產(chǎn)生疲勞損傷)編寫了考慮內(nèi)聚力模型法向和切向疲勞損傷的UMAT子程序。
展開 abaqus基于usdfld子程序的內(nèi)聚力疲勞模型
基于usdfld的內(nèi)聚力疲勞模型
之前在Abaqus Cohesive單元的疲勞UMAT － 技術(shù)鄰 (jishulink.com) 上介紹了通過umat子程序來編寫內(nèi)聚力疲勞本構(gòu)，實(shí)現(xiàn)裂紋疲勞擴(kuò)展的方法。在實(shí)際計(jì)算中經(jīng)常出現(xiàn)不收斂的情況，因此重新編寫了雙線性本構(gòu)下的usdfld內(nèi)聚力疲勞子程序。
在不考慮疲勞損傷的情況下，單一裂紋模式雙線性內(nèi)聚力本構(gòu)如圖所示
混合模式下的斷裂準(zhǔn)則采用BK準(zhǔn)則
損傷萌生和失效對(duì)應(yīng)的等效張開位移分別為
和
疲勞損傷采用roe提出的損傷演化方程
考慮疲勞損傷后的內(nèi)聚力本構(gòu)如圖所示
這里同樣假設(shè)卸載以及法向壓縮不會(huì)累積疲勞損傷。
建立三點(diǎn)彎曲模型對(duì)疲勞裂紋擴(kuò)展進(jìn)行了模擬，計(jì)算結(jié)果如圖所示
斷裂過程
跨中載荷位移曲線
損傷演化過程
跨中底部單元的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
更新預(yù)告：早期混凝土熱-濕-力多場(chǎng)耦合分析，編寫了基于水化度理論和考慮熱學(xué)參數(shù)變化的溫度場(chǎng)計(jì)算子程序（umatht和film）; 考慮溫度對(duì)濕度擴(kuò)散系數(shù)影響的濕度場(chǎng)計(jì)算子程序（umatht和film）; 基于成熟度理論和雙冪徐變函數(shù)的應(yīng)力場(chǎng)子程序（umat）。
展開 減振橡膠疲勞黏滯生熱的仿真分析-源文件與子程序詳解
采用一種修正的Kraus模型定量描述了橡膠材料動(dòng)態(tài)損耗模量隨溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的變化規(guī)律。得到了生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式。
利用依黏彈性理論得出的黏滯生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。建立了減振橡膠疲勞黏滯生熱的有限元分析方法。
通過將經(jīng)典疲勞模型中用作疲勞壽命預(yù)測(cè)指標(biāo)的最大主應(yīng)變替換為穩(wěn)態(tài)溫升，在冪律模型的基礎(chǔ)上開發(fā)了一種方法來快速評(píng)估橡膠結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。
08
—
源文件與操作步驟（沙漏試樣為例）
8.1分析流程
仿真分析主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)：變形分析、熱源計(jì)算與熱分析。（1）在變形分析環(huán)節(jié)，對(duì)材料和減振元件施加設(shè)定的載荷歷史，采用超彈性本構(gòu)描述橡膠材料的力學(xué)行為，求解每個(gè)加載時(shí)刻有限元模型中各積分點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)；（2）在熱源計(jì)算環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)每一加載時(shí)刻，將變形分析中對(duì)應(yīng)的載荷頻率、應(yīng)變狀態(tài)（動(dòng)態(tài)應(yīng)變幅值）以及熱分析中得到的溫度作為輸入變量，通過自編的Fortran語(yǔ)言子程序，計(jì)算得到各積分點(diǎn)的黏滯生熱率；（3）依已知的材料參數(shù)和問題的熱邊界條件進(jìn)行Abaqus熱分析，得出溫度分布后再將溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)返回到自編子程序，對(duì)黏滯生熱強(qiáng)度和溫度場(chǎng)進(jìn)行迭代計(jì)算，從而得出橡膠材料和減振元件各位置的溫升歷程。
8.2建模
abaqus/cae操作
8.3賦材料屬性
鋼：
CAE操作：
inp文件：
*Material, name=ste*Conductivity43.
展開 
基于Abaqus的umat子程序實(shí)現(xiàn)三維編織復(fù)合材料疲勞性能預(yù)測(cè)
案例
本文以三維編織復(fù)合材料為例，分析過程主要分為兩大步，即靜力分析和疲勞壽命分析。
2.1 靜力分析
靜力分析的目的是拿到胞元的強(qiáng)度，以及在該強(qiáng)度下，各組分的平均應(yīng)力，進(jìn)而確定組分材料在該載荷下的疲勞壽命。
（1）在Umat子程序中選用三維Hashin準(zhǔn)則進(jìn)行纖維束的失效判斷，選用最大應(yīng)力準(zhǔn)則進(jìn)行基體的失效判斷。
（2）確定單胞疲勞失效載荷、極限應(yīng)變，和纖維束平均應(yīng)力。
（3）計(jì)算時(shí)，計(jì)算模型需對(duì)界面和邊界條件采用一定的假設(shè)與簡(jiǎn)化。提取加載點(diǎn)位移載荷數(shù)據(jù)。
圖1 單胞靜力分析載荷位移曲線
2.2 疲勞分析
（1）建立纖維束、界面、基體的疲勞折減模型，定義損傷因子，這些均在Umat子程序中加以實(shí)現(xiàn)。同樣的，在建立疲勞折減模型時(shí)也需引入一些的假設(shè)以簡(jiǎn)化模型。在本此研究模型中，首先利用以下文獻(xiàn)中提供的單向復(fù)合材料疲勞壽命預(yù)測(cè)公式確定不同應(yīng)力水平下纖維束的疲勞壽命：
（2）依據(jù)計(jì)算所得的疲勞壽命，在Umat子程序中實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)力水平下纖維束、界面和基體的剛度折減、強(qiáng)度折減。
（3）最后，利用子程序實(shí)現(xiàn)載荷步的循環(huán)加載，同時(shí)在每次循環(huán)中對(duì)單胞的疲勞狀態(tài)及失效狀態(tài)進(jìn)行判斷，直至單胞達(dá)到最大疲勞壽命狀態(tài)。
展開 編寫umat疲勞子程序嵌入abaqus中分析的時(shí)候?yàn)樯稕]有循環(huán)模型直接就分析好了。
我編寫了一個(gè)復(fù)合材料疲勞的umat子程序，設(shè)置了兩個(gè)分析步，如下圖文獻(xiàn)中描述的一樣，施加的是力拉伸，但是把umat接入abaqus中去的時(shí)候，提交作業(yè)能正常運(yùn)行，很快兩個(gè)分析步就完成了，好像程序根本沒起作用，很快就分析完成了根本沒有循環(huán)。進(jìn)入后處理之后，點(diǎn)擊云圖跳出：the selected primary variable is not available in the current frame for any elements in the current display group。狀態(tài)變量都沒有結(jié)果，但是存儲(chǔ)初始剛度強(qiáng)度等狀態(tài)變量能顯示初始的結(jié)果，表明也并沒有進(jìn)行循環(huán)，剛度強(qiáng)度沒有退化。所以想問問各位大佬怎么回事，是不是umat是材料子程序，需要和其他程序結(jié)合，比如uel？
展開 abaqus橡膠熱仿真：減振橡膠疲勞黏滯生熱的仿真分析-源文件與子程序詳解
采用一種修正的Kraus模型定量描述了橡膠材料動(dòng)態(tài)損耗模量隨溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的變化規(guī)律。得到了生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式。
利用依黏彈性理論得出的黏滯生熱率與溫度、載荷頻率和應(yīng)變幅值的函數(shù)關(guān)系式，編制了相應(yīng)的計(jì)算程序。建立了減振橡膠疲勞黏滯生熱的有限元分析方法。
通過將經(jīng)典疲勞模型中用作疲勞壽命預(yù)測(cè)指標(biāo)的最大主應(yīng)變替換為穩(wěn)態(tài)溫升，在冪律模型的基礎(chǔ)上開發(fā)了一種方法來快速評(píng)估橡膠結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。
08
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源文件與操作步驟（沙漏試樣為例）
8.1分析流程
仿真分析主要包括三個(gè)環(huán)節(jié)：變形分析、熱源計(jì)算與熱分析。（1）在變形分析環(huán)節(jié)，對(duì)材料和減振元件施加設(shè)定的載荷歷史，采用超彈性本構(gòu)描述橡膠材料的力學(xué)行為，求解每個(gè)加載時(shí)刻有限元模型中各積分點(diǎn)的應(yīng)變狀態(tài)；（2）在熱源計(jì)算環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)每一加載時(shí)刻，將變形分析中對(duì)應(yīng)的載荷頻率、應(yīng)變狀態(tài)（動(dòng)態(tài)應(yīng)變幅值）以及熱分析中得到的溫度作為輸入變量，通過自編的Fortran語(yǔ)言子程序，計(jì)算得到各積分點(diǎn)的黏滯生熱率；（3）依已知的材料參數(shù)和問題的熱邊界條件進(jìn)行Abaqus熱分析，得出溫度分布后再將溫度場(chǎng)數(shù)據(jù)返回到自編子程序，對(duì)黏滯生熱強(qiáng)度和溫度場(chǎng)進(jìn)行迭代計(jì)算，從而得出橡膠材料和減振元件各位置的溫升歷程。
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