場變量
關注創建者：時光正好 創建時間：2018-10-13
場變量的視頻教程
ABAQUS案例-場變量的應用及材料參數在各分析中隨場變量的變化
ABAQUS中場變量的應用在復雜工程問題中可以極大的減輕工作量，以及滿足工程師靈活處理問題的需要。本課程介紹ABAQUS中的場變量應用以及介紹了場變量的一個應用示例——材料彈性模量在各分析步中隨場變量而變化。
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abaqus腳本插件111-odb后處理修改場變量單獨提取某一荷載作用場（2026-01-22）-mark
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【B03-6】Abaqus材料模型參數的場變量依賴性
介紹Abaqus中材料屬性定義里，溫度或場變量依賴（Field Variable Dependence）的設置和應用。 如果你恰好想實現： 計算過程中材料屬性的變化 不同位置處材料屬性的變化 材料屬性隨溫度的變化 那可能剛好適合你
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場變量的實例教程
ABAQUS中的場變量具有較高的應用價值，可以在一些復雜的工程應用中極大的減輕工作量。本實例即是展示一個場變量應用——材料彈性模量隨場變量而變化，其中它涉及到關鍵字的編輯（關鍵字的具體編輯也在附件中）。本實例在附件的inp文件中。
基于Python對Abaqus進行后處理的二次開發，形成了場變量查詢插件，寫論文寫報告的實用小工具，話不多說直接上圖。
其實Abaqus后處理模塊本身具有場變量查詢功能（Tools-Query-Probe values），可以滿足使用需求，但其顯示效果非常不友好，以節點（單元）編號+場變量值的形式顯示，理工科氣息十足。不得不說，Abaqus在操作體驗方面而言和Workbench還是有一些差距。
PS：常規的二次開發通過fieldvariable.getsubset方式查詢到的場變量為節點直接插值的計算結果，即節點上的值是從相鄰單元插值后未經過平均化的值，是離散的，而結果顯示云圖默認是按75%平均化處理后的結果，更接近實際。
本插件查詢到的場變量為平均化之后的結果，和云圖的顯示的值一致。
展開 Python提取場變量-干貨 ￥1.9
提取各節點和單元的場變量，利用函數查看可提取的場變量有哪些。
在Abaqus的二次開發過程中，通常需要采用Python腳本語言將Abaqus的計算結果進行輸出，然后再進行處理。Python使Abaqus的內核語言，使用較為方便，Abaqus運行Python語言的方式有多種，可以直接命令窗口，也可以讀入腳本，還可以采用類似批處理的方式。
本次以一個例子細說Python語言在Abaqus后處理中的應用，模型的計算結果云圖如圖1所示。
2 輸出所有節點的Mises應力
直接上Python代碼：
import os
myodb=openOdb(path='Job-1.odb')
cpFile=open('artlcF1.txt','w')
RF=myodb.steps['Step-1'].frames[1].fieldOutputs['S'].values
for i in range(len(RF)) :
cpFile.write('%10.3Fn' % (RF[i].mises))
展開 ABAQUS導入初始場變量（預定義場）
通常利用ABAQUS計算時，需要多步驟分析，例如計算多次低速沖擊以及沖擊后壓縮等，下面詳細描述利用數據傳遞方法進行多步驟分析。（建議購買視頻，視頻內包含此帖子）
導入效果圖如下：
導入的損傷云圖
導入的應力場
導入的位移場
分層損傷的導入
1. 計算完成后，新建一個ABAQUS 窗口，切記與上一步計算的ODB文件在同一個文件夾下，導入Part部件
abaqus后處理界面中探針功能附帶的標記樣式非常丑陋，基于abaqus的試圖注釋功能進行二次開發，形成了場變量標注插件，方便快速的標注關心區域的應力應變等結果。
插件介紹：
按鈕介紹
從左至右依次是：標記按鈕、隱藏標記按鈕、恢復顯示按鈕、刪除按鈕
示意動畫
使用方法：
1） Probe查看節點結果，并勾選需要標記的節點項；
2）點擊工具欄中的標記按鈕，進行標記。
特點
1） 標記速度快，即使在單元數目達到百萬級及以上的模型中，標記速度仍無明顯延遲；
2）所有標記注釋均在試圖注釋功能界面里，有利于對美觀度有更高要求者進一步修改美化。
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較小網格能夠在更細尺度上逼近場變量，尤其在應力集中與幾何突變區域顯著提升局部解析精度；而過大網格會導致場變量過度平滑，無法捕捉高梯度響應，從而產生系統性低估。網格尺寸同時影響整體剛度矩陣的數值特性：粗網格可能導致結構剛度偏軟，而在接觸、屈曲與動態分析中，網格不足會降低求解穩定性與收斂性。因此，合理的網格尺度選擇是控制離散誤差與確保數值穩健性的核心步驟。
案例演示了兩種解決方案：
1、在 Abaqus/Standard 中使用網格到網格的解映射 (Mesh-to-Mesh Solution Mapping)：當初始、網格嚴重畸變時，停止計算，基于當前變形構型生成新網格，并將所有場變量（應力、應變、狀態變量等）從舊網格“映射”到新網格，然后在新網格上繼續分析。
圖2 聯合仿真求解結果（電勢與電場）
c) 靈敏度矩陣與EIT圖像重建
目標：構建基于場變量的靈敏度矩陣，實現電導率反演圖像，如圖3所示。
步驟：計算電場矢量分量 Ex/Ey/Ez；構造靈敏度矩陣 S；使用已知電導率 σ 和電壓向量 V 保存圖像重建所需數據。
喵星人在不突破板殼力學基本理論的前提下，發現可以通過相互作用的法向接觸場變量CPRESS來代替其他單元與殼單元的法向作用力，如圖所示。需要注意的是，由于CPRESS已經表明是接觸法向，因此不具備張量特性，不再強調是服從哪個坐標系。
</p><p>磨損系數可定義為磨損量、接觸壓力、溫度及場變量的函數，從而實現復雜行為的模擬。例如，可模擬帶防護涂層的零件：當涂層被磨掉后，通過設置磨損系數增大來反映基材更易磨損的特性。
該文章提出的一個mesh-free的方案，該方案的主要優勢是不改單元、不加 DOF，只在材料子程序內部，用鄰近積分點的數據做一次局部重構，就算出梯度，該策略對某個積分點 x，附近有一團“鄰居積分點” xI，作者把它們當成 mesh-free 的“節點”，對每個場變量 u(x)（可以是 γ˙a，Fp 的分量）做 MLS 擬合，如下圖所示：
權函數使用立方樣條，有緊支撐，距離越近權越大：
><p class="ql-table-cell-inner" data-table-id="5mbthzatnvg" data-row-id="6cl5qtnr4is" data-col-id="xwb6t2gzcje" data-rowspan="1" data-colspan="1"><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">在當前增量步開始時刻的，預定義的場變量
若是需要同時看兩個方向的場變量，則需選“頂部與底部”，同時在下方底部位置選擇SNEG，頂部位置選擇SPOS。
例如下圖顯示了混凝土受拉與受壓損傷的云圖。可見開裂方式與壓潰模式與概念十分相符。
注意，abaqus軟件有點不智能，當你切換一下場變量，以上步驟還要再來一遍，喵星人實在難受。
求解器與參數篇（第二篇）：對比 ABAQUS/Standard 與 Explicit 兩大求解器的適用范圍（比如 Standard 適合一般非線性問題，Explicit 適合高速動力學 / 復雜接觸）、迭代邏輯、計算代價，還講了場變量 / 歷程輸出的設置技巧、增量步參數（最大 / 最小增量、初始增量）的調整方法 —— 畢竟選對求解器、設對參數，能少走很多 “算不收斂” 的彎路。
同樣，也可在后處理場變量輸出中輸出單元節點的滑移和粘結力值。
