usdfld子程序開發(fā)
關(guān)注創(chuàng)建者：復(fù)合材料力學(xué)-君莫 創(chuàng)建時(shí)間：2017-03-27
usdfld子程序開發(fā)的視頻教程
【A01】Abaqus 子程序開發(fā)入門=安裝教程+子程序關(guān)聯(lián)+子程序開發(fā)工具+示例
介紹Abaqus子程序開發(fā)的入門級(jí)教程。 完整視頻包括：1、軟件安裝；2、Abaqus子程序使用環(huán)境配置；3、子程序開發(fā)環(huán)境配置；4、子程序開發(fā)工具（Abaci）教程；5、復(fù)刻一個(gè)Abaqus UMAT子程序示例。 子程序語言為Fortran（自由格式）。課程附件是視頻中用到的文件。 最后1個(gè)大視頻里有5個(gè)章節(jié)，是上面5個(gè)視頻的融合，并對(duì)其中一些細(xì)節(jié)做了補(bǔ)充更新。
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USDFLD子程序實(shí)例演示
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usdfld子程序開發(fā)的實(shí)例教程
一、引言
為滿足用戶多樣化的分析需求，ABAQUS提供了眾多子程序接口。其中USDFLD可用于復(fù)雜材料模型的建模分析，例如粉末冶金、損傷分析等。本文以某藥物粉末的模壓為例，介紹了ABAQUS用戶子程序USDFLD的使用方法。
二、用戶子程序USDFLD簡(jiǎn)介
1.USDFLD即Use Defined Field，通過將材料屬性定義為場(chǎng)變量fi的函數(shù)，來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜材料行為的建模
①ABAQUS/Standard中的大多數(shù)材料屬性都可定義為場(chǎng)變量的函數(shù)。
②USDFLD允許用戶在單元的每個(gè)積分點(diǎn)處定義fi。
展開 USDFLD子程序復(fù)合材料強(qiáng)度分析
今天來解讀一個(gè)在ABAQUS中使用USDFLD子程序實(shí)現(xiàn)損傷計(jì)算的例子。
USDFLD子程序的界面如下：
需要定義的變量
數(shù)組FIELD（NFIELD）包含當(dāng)前材料（積分）點(diǎn)的場(chǎng)變量fi。
——在當(dāng)前增量步的末尾，這些傳入了由節(jié)點(diǎn)插值得到的值，由*INITIAL CONDITIONS選項(xiàng)或*FIELD選項(xiàng)定義。
——更新的fi用于計(jì)算材料屬性值，其作為場(chǎng)變量的函數(shù)。更新的fi傳遞到其他用戶子程序中（CREEP、HETVAL、UEXPAN，UHARD、UHYPEL、UMAT、UMATHT和UTRS），在該材料點(diǎn)可以被調(diào)用。
可能需要定義的變量
• 包含依賴于解的狀態(tài)變量的數(shù)組STATEV（NSTATV），能夠在USDFLD中定義。
——這些在增量步的開始作為值傳入。
——在該子程序中STATEV在所有情況下都能夠更新，所有更新的值被傳遞到其他用戶子程序中（CREEP、HETVAL、UEXPAN，UHARD、UHYPEL、UMAT、UMATHT和UTRS），在該材料點(diǎn)可以被調(diào)用。
——與該材料點(diǎn)相關(guān)的狀態(tài)變量的數(shù)量由*DEPVAR選項(xiàng)定義。
• 建議的新時(shí)間步長(zhǎng)與現(xiàn)在正在使用的時(shí)間步長(zhǎng)（DTIME）的比例PNEWDT，可以給定。
——該變量允許用戶在ABAQUS中的自動(dòng)時(shí)間增量步長(zhǎng)算法中提供輸入。
展開 UFIELD和USDFLD子程序詳解
———公眾號(hào)‘CAE仿真實(shí)驗(yàn)室’出品
UFIELD和USDFLD是Abaqus極具迷惑性的兩個(gè)子程序，這兩個(gè)家伙長(zhǎng)得就比較像兄弟，而且都是用來自定義場(chǎng)變量的，同時(shí)還有一個(gè)狀態(tài)變量state variable摻和在中間，再加上幫助里面的解釋也基本上不是人話，很容易就把人搞二了，今天帖主就來理一理這兩個(gè)子程序。
1、自定義場(chǎng)變量
Abaqus中場(chǎng)變量可以先簡(jiǎn)單的理解為每個(gè)單元或者每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)值的變量，像結(jié)果輸出中的溫度、應(yīng)力和應(yīng)變等。有時(shí)候我們也需要定義Abaqus中不存在的一些稀奇古怪，有意義或無意義的場(chǎng)變量，比如濃度場(chǎng)，固化度場(chǎng)，損傷度。場(chǎng)變量最場(chǎng)用于定義變化的材料參數(shù)，即讓材料屬性如密度，彈性模量和一個(gè)場(chǎng)變量相關(guān)，通過更新場(chǎng)變量的值來改變材料參數(shù)（這一點(diǎn)和溫度相關(guān)的材料參數(shù)本質(zhì)上是一致的），而場(chǎng)變量的更新在這兩個(gè)子程序中均可以完成，UFIELD是用來指定預(yù)定義場(chǎng)變量的，USDFLD對(duì)積分點(diǎn)的場(chǎng)變量重新定義。
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usdfld子程序開發(fā)的最新內(nèi)容
原始文獻(xiàn)：《A multiscale simulation framework of the accumulative roll bonding process accounting for texture evolution》
DOI：10.1016/j.msea.2015.02.005
在金屬材料研究領(lǐng)域，粘塑性自洽模型（Visco-Plastic Self-Consistent, VPSC
[圖片]
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剪切修正模型的數(shù)值實(shí)現(xiàn)------《Nielsen KL, Tvergaard V. Ductile shear failure or plug failure of spot welds modelled by modified Gurson model. Engineering Fracture Mechanics 2010;77:1031–47.》
GTN模型是韌性斷裂的一個(gè)廣為人知的微觀力學(xué)模型
正交各向異性（工程常數(shù)）：
EngineeringConstants-xplD.obj
EngineeringConstants-xpl.obj
共享庫：
explicitU.dll
explicitU-D.dll
參數(shù)輸入依次為：
E1,E2,E3,Nu23,Nu13,Nu12,G23,G13,G12
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)ダ斫狻⑼茰y(cè)Abaqus的計(jì)算過程，這對(duì)國(guó)產(chǎn)自主軟件對(duì)標(biāo)Abaqus功能開發(fā)具有一定的參考意義。
一、安裝Abaqus，并配置使用用戶子程序
Win10(x64)成功安裝VisualStudio2012+Intel Visual Fortran
此次不做測(cè)試。
完全各向異性材料的本構(gòu)方程為：
由矩陣可以知道，完全各向異性材料需要21個(gè)獨(dú)立常數(shù)。
此umat的材料參數(shù)設(shè)置參考abaqus，參數(shù)自上而下分別為：
使用方法和之前一致。
若選用縮減積分單元時(shí)要開啟沙漏控制。
完全各向異性u(píng)mat：
fullyanisotropic-std.obj
對(duì)有限元進(jìn)行了一些理論上的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在正式嘗試對(duì)abaqus用戶子程序進(jìn)行嘗試書寫，此貼只作為自己學(xué)習(xí)的記錄以及分享。
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軟件適配以及基礎(chǔ)程序理解 目前已做簡(jiǎn)單的微觀動(dòng)態(tài)再結(jié)晶模型 可按要求做代碼
abaqus子程序開發(fā)語言不局限fortran和c了，還能支持python！
這是一套自研的開發(fā)框架，源于客戶需要獲取分析過程的中間數(shù)據(jù)作為python機(jī)器學(xué)習(xí)程序的輸入這樣的需求。這種需求乍一聽確實(shí)非主流、非常規(guī)。
后來仔細(xì)做了一些了解，這種需求有其合理性。第一，python在數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)方面有豐富的資源；第二，python程序嵌入abaqus求解器一起運(yùn)行，那開發(fā)就會(huì)很方便高效；
