場變量的案例
ABAQUS案例-場變量的應(yīng)用及材料彈性模量隨場變量而變化 ￥3
ABAQUS中的場變量具有較高的應(yīng)用價值，可以在一些復(fù)雜的工程應(yīng)用中極大的減輕工作量。本實例即是展示一個場變量應(yīng)用——材料彈性模量隨場變量而變化，其中它涉及到關(guān)鍵字的編輯（關(guān)鍵字的具體編輯也在附件中）。本實例在附件的inp文件中。
Abaqus后處理插件——云圖場變量查詢器 ￥50
基于Python對Abaqus進(jìn)行后處理的二次開發(fā)，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(jié)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(guī)的二次開發(fā)通過fieldvariable.getsubset方式查詢到的場變量為節(jié)點直接插值的計算結(jié)果，即節(jié)點上的值是從相鄰單元插值后未經(jīng)過平均化的值，是離散的，而結(jié)果顯示云圖默認(rèn)是按75%平均化處理后的結(jié)果，更接近實際。
本插件查詢到的場變量為平均化之后的結(jié)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(jié)點和單元的場變量，利用函數(shù)查看可提取的場變量有哪些。
在Abaqus的二次開發(fā)過程中，通常需要采用Python腳本語言將Abaqus的計算結(jié)果進(jìn)行輸出，然后再進(jìn)行處理。Python使Abaqus的內(nèi)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(xì)說Python語言在Abaqus后處理中的應(yīng)用，模型的計算結(jié)果云圖如圖1所示。
2 輸出所有節(jié)點的Mises應(yīng)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(dǎo)入初始場變量（預(yù)定義場）多次低速沖擊以及沖擊后壓縮 ￥38
ABAQUS導(dǎo)入初始場變量（預(yù)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(xì)描述利用數(shù)據(jù)傳遞方法進(jìn)行多步驟分析。（建議購買視頻，視頻內(nèi)包含此帖子）
導(dǎo)入效果圖如下：
導(dǎo)入的損傷云圖
導(dǎo)入的應(yīng)力場
導(dǎo)入的位移場
分層損傷的導(dǎo)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(dǎo)入Part部件
abaqus后處理插件—場變量結(jié)果標(biāo)注 ￥45
abaqus后處理界面中探針功能附帶的標(biāo)記樣式非常丑陋，基于abaqus的試圖注釋功能進(jìn)行二次開發(fā)，形成了場變量標(biāo)注插件，方便快速的標(biāo)注關(guān)心區(qū)域的應(yīng)力應(yīng)變等結(jié)果。
插件介紹：
按鈕介紹
從左至右依次是：標(biāo)記按鈕、隱藏標(biāo)記按鈕、恢復(fù)顯示按鈕、刪除按鈕
示意動畫
使用方法：
1） Probe查看節(jié)點結(jié)果，并勾選需要標(biāo)記的節(jié)點項；
2）點擊工具欄中的標(biāo)記按鈕，進(jìn)行標(biāo)記。
特點
1） 標(biāo)記速度快，即使在單元數(shù)目達(dá)到百萬級及以上的模型中，標(biāo)記速度仍無明顯延遲；
2）所有標(biāo)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(jìn)一步修改美化。
展開 ABAQUS案例—邊坡穩(wěn)定性分析及場變量在邊坡強度折減中的應(yīng)用 ￥3
本案例（附件中的inp文件）介紹了如何采用ABAQUS軟件進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析，以及介紹了場變量在邊坡強度折減中的應(yīng)用。介紹了采用平面應(yīng)變單元來模擬三維的邊坡穩(wěn)定問題所需要注意的問題及分析技巧。
deform網(wǎng)格重劃分后，自定義場變量數(shù)據(jù)傳遞出錯怎么處理呢
二次開發(fā)建了一個組織模型，追蹤變形過程中的各種組織演變，但網(wǎng)格重劃分之后自定義場變量的再分配比較混亂，該如何處理呢
[原創(chuàng)]Abaqus UFIELD 和 USDFLD子程序詳解
UFIELD和USDFLD子程序詳解
———公眾號‘CAE仿真實驗室’出品
UFIELD和USDFLD是Abaqus極具迷惑性的兩個子程序，這兩個家伙長得就比較像兄弟，而且都是用來自定義場變量的，同時還有一個狀態(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子程序。
1、自定義場變量
Abaqus中場變量可以先簡單的理解為每個單元或者每個節(jié)點都有一個值的變量，像結(jié)果輸出中的溫度、應(yīng)力和應(yīng)變等。有時候我們也需要定義Abaqus中不存在的一些稀奇古怪，有意義或無意義的場變量，比如濃度場，固化度場，損傷度。場變量最場用于定義變化的材料參數(shù)，即讓材料屬性如密度，彈性模量和一個場變量相關(guān)，通過更新場變量的值來改變材料參數(shù)（這一點和溫度相關(guān)的材料參數(shù)本質(zhì)上是一致的），而場變量的更新在這兩個子程序中均可以完成，UFIELD是用來指定預(yù)定義場變量的，USDFLD對積分點的場變量重新定義。
展開 Abaqus模型分析技巧
如何在不同的分析步改變材料的參數(shù)
1.最強大的當(dāng)然是采用umat的方式，不過需要有深厚的有限元基礎(chǔ)，一般人不推薦使用
2.采用場變量，不過功能相對簡單
3.采用abaqus的import命令將前面分析的結(jié)果傳遞到新的分析之中
這里介紹下第二種方法
*什么是場變量
所謂場變量，我的理解就是一個環(huán)境變量，它建立了一個與材料參數(shù)之間的中介，雖然不能直接指定材料參數(shù)在不同的分析步具有不同的值，但是通過場變量，間接的達(dá)到了目的。
*怎樣使用場變量
其實場變量用的較多的實在熱力學(xué)和流體力學(xué)的分析種，這里介紹的僅僅是在固體力學(xué)中的用法
1.定義場變量
*你可以在initial中指定場變量的值，格式如下
initial conditions，type＝field，variable＝n（場變量的編號）
Set－1（你定義的結(jié)點集），1.0（場變量的值）
場變量是通過編號來識別的，一次只能定義一個場變量
*你也可以直接在分析步中指定場變量的值，格式如下
*field, variable=1
Set-1,1
當(dāng)然也可以同時使用initial和field，當(dāng)你指定的場變量改變時，默認(rèn)材料的參數(shù)是
在增量步間線性變化的。
2.建立材料參數(shù)和場變量之間的聯(lián)系
如果你用cae，在prop模塊里面的材料參數(shù)一般都有Number of field variables，
場變量都是從1開始的，你也可以選擇多個場變量。填入場變量的值和材料參數(shù)間的關(guān)系，譬如楊是模量泊松比field1
200.E9, 0.3, 1.
180.E9, 0.3, 2.
如果你用的是命令格式，則在inp文件里面鍵入：
*ELASTIC, DEPENDENCIES=1
200.E9, 0.3, , 1.
180.E9, 0.3, , 2.
展開 浙大BBS：abaqus分析技巧
如何在不同的分析步改變材料的參數(shù)
我所了解的大概有三種不同的方法：
1.最強大的當(dāng)然是采用umat的方式，不過需要有深厚的有限元基礎(chǔ)，一般人不推薦使用
2.采用場變量，不過功能相對簡單
3.采用abaqus的import命令將前面分析的結(jié)果傳遞到新的分析之中
這里介紹下第二種方法
*什么是場變量
所謂場變量，我的理解就是一個環(huán)境變量，它建立了一個與材料參數(shù)之間的中介，雖然不能直接指定材料參數(shù)在不同的分析步具有不同的值，但是通過場變量，間接的達(dá)到了目的。
*怎樣使用場變量
其實場變量用的較多的實在熱力學(xué)和流體力學(xué)的分析種，這里介紹的僅僅是在固體力學(xué)中的用法
1.定義場變量
*你可以在initial中指定場變量的值，格式如下
initial conditions，type＝field，variable＝n（場變量的編號）
Set－1（你定義的結(jié)點集），1.0（場變量的值）
場變量是通過編號來識別的，一次只能定義一個場變量
*你也可以直接在分析步中指定場變量的值，格式如下
*field, variable=1
Set-1,1
當(dāng)然也可以同時使用initial和field，當(dāng)你指定的場變量改變時，默認(rèn)材料的參數(shù)是在增量步間線性變化的。
2.建立材料參數(shù)和場變量之間的聯(lián)系
如果你用cae，在prop模塊里面的材料參數(shù)一般都有Number of field variables，場變量都是從1開始的，你也可以選擇多個場變量。填入場變量的值和材料參數(shù)間的關(guān)系，譬如
楊是模量 泊松比 field1
200.E9, 0.3, 1.
180.E9, 0.3, 2.
如果你用的是命令格式，則在inp文件里面鍵入：
*ELASTIC, DEPENDENCIES=1
200.E9, 0.3, , 1.
180.E9, 0.3, , 2.
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如何在不同的分析步改變材料的參數(shù)
我所了解的大概有三種不同的方法：
1.最強大的當(dāng)然是采用umat的方式，不過需要有深厚的有限元基礎(chǔ)，一般人不推薦使用
2.采用場變量，不過功能相對簡單
3.采用abaqus的import命令將前面分析的結(jié)果傳遞到新的分析之中
這里介紹下第二種方法
*什么是場變量
所謂場變量，我的理解就是一個環(huán)境變量，它建立了一個與材料參數(shù)之間的中介，雖然不能直接指定材料參數(shù)在不同的分析步具有不同的值，但是通過場變量，間接的達(dá)到了目的。
*怎樣使用場變量
其實場變量用的較多的實在熱力學(xué)和流體力學(xué)的分析種，這里介紹的僅僅是在固體力學(xué)中的用法
1.定義場變量
*你可以在initial中指定場變量的值，格式如下
initial conditions，type＝field，variable＝n（場變量的編號）
Set－1（你定義的結(jié)點集），1.0（場變量的值）
場變量是通過編號來識別的，一次只能定義一個場變量
*你也可以直接在分析步中指定場變量的值，格式如下
*field, variable=1
Set-1,1
當(dāng)然也可以同時使用initial和field，當(dāng)你指定的場變量改變時，默認(rèn)材料的參數(shù)是在增量步間線性變化的。
2.建立材料參數(shù)和場變量之間的聯(lián)系
如果你用cae，在prop模塊里面的材料參數(shù)一般都有Number of field variables，場變量都是從1開始的，你也可以選擇多個場變量。填入場變量的值和材料參數(shù)間的關(guān)系，譬如
楊是模量 泊松比 field1
200.E9, 0.3, 1.
180.E9, 0.3, 2.
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abaqus技巧
如何在不同的分析步改變材料的參數(shù)
我所了解的大概有三種不同的方法：
1.最強大的當(dāng)然是采用umat的方式，不過需要有深厚的有限元基礎(chǔ)，一般人不推薦使用
2.采用場變量，不過功能相對簡單
3.采用abaqus的import命令將前面分析的結(jié)果傳遞到新的分析之中
這里介紹下第二種方法
*什么是場變量
所謂場變量，我的理解就是一個環(huán)境變量，它建立了一個與材料參數(shù)之間的中介，雖然不能直接指定材料參數(shù)在不同的分析步具有不同的值，但是通過場變量，間接的達(dá)到了目的。
*怎樣使用場變量
其實場變量用的較多的實在熱力學(xué)和流體力學(xué)的分析種，這里介紹的僅僅是在固體力學(xué)中的用法
1.定義場變量
*你可以在initial中指定場變量的值，格式如下
initial conditions，type＝field，variable＝n（場變量的編號）
Set－1（你定義的結(jié)點集），1.0（場變量的值）
場變量是通過編號來識別的，一次只能定義一個場變量
*你也可以直接在分析步中指定場變量的值，格式如下
*field, variable="1"
Set-1,1
當(dāng)然也可以同時使用initial和field，當(dāng)你指定的場變量改變時，默認(rèn)材料的參數(shù)是在增量步間線性變化的。
2.建立材料參數(shù)和場變量之間的聯(lián)系
如果你用cae，在prop模塊里面的材料參數(shù)一般都有Number of field variables，場變量都是從1開始的，你也可以選擇多個場變量。填入場變量的值和材料參數(shù)間的關(guān)系，譬如
楊是模量 泊松比 field1
200.E9, 0.3, 1.
180.E9, 0.3, 2.
展開 ABAQUS定義隨“空間”變化的材料
03 場變量
這里隆重介紹“場變量”輔助實現(xiàn)材料的空間變化；“場”Field，大部分材料屬性定義時，都會有個這樣的一個選項：“Number of field variables”場變量的數(shù)量，隨著定義數(shù)量的增加，材料屬性表格尾部將增加Field number 列，如下圖所示。
多數(shù)人都見過，但可能并沒有關(guān)注，也不大理解，這里推薦大家以“溫度場”替換“場變量”的方式理解它。大多數(shù)材料屬性都是隨溫度變換的，我們在不同位置上定義不同的溫度（場變量），從而實現(xiàn)材料的非均勻分布，溫度（場變量）的漸變過程，和材料屬性變化趨勢是完全一致的；
材料屬性中定義了“場變量”和材料參數(shù)之間的關(guān)系；另外我們還需要定義，“場變量”和單元節(jié)點之間的關(guān)系，這個過程就是場分布的定義。
場分布的定義方法有兩種：
3.1 預(yù)定義場
ABAQUS2018版本后支持GUI界面定義方式：Load模塊->Predefined Field->Create激活場類型窗口，Other中的Field即為場變量，點擊Continue后需選擇場定義的區(qū)域，將彈出場定義窗口
Distribution下拉框：可以選擇Direct specification直接定義或From results or output database file來自結(jié)果或Odb文件兩種形式。
當(dāng)從結(jié)果文件中讀取時，如果當(dāng)前模型網(wǎng)格和結(jié)果文件中網(wǎng)格一致，Mesh compatibility選擇Compatible一一對應(yīng)，否則選擇Incompatible，軟件會根據(jù)網(wǎng)格位置自動進(jìn)行插值映射；
f(x)按鈕：按鈕雖小，功能很強大！
展開 一維單元模擬混凝土構(gòu)件開裂的解決方案
圖1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫
本案例使用ABAQUS對一根鋼筋混凝土受拉構(gòu)件進(jìn)行裂縫估算分析，根據(jù)鋼筋應(yīng)力狀態(tài)計算等效裂縫寬度，并采用Python腳本在ODB結(jié)果文件中創(chuàng)建裂縫場變量，實現(xiàn)在ABAQUS中使用一維單元進(jìn)行快速分析，并在后處理模塊 顯示等效裂縫寬度的目標(biāo)。
案例涉及的相關(guān)技術(shù)：
①ABAQUS梁單元Rebar積分點插入；
②利用Python腳本提取ABAQUS場變量數(shù)據(jù)；
③利用Python腳本創(chuàng)建ABAQUS場變量數(shù)據(jù)。
計算報告編寫采用操作引導(dǎo)式，希望能為讀者使用ABAUQS場變量創(chuàng)建提供有益參考。操作分析要點為：
①ABAQUSABAQUS梁單元Rebar積分點插入；
②ABAQUS場變量輸出Python腳本getSubset()函數(shù)應(yīng)用；
③ABAQUS場變量編輯Python腳本addData()()函數(shù)應(yīng)用。
二、計算任務(wù)
1.模型裝配及接觸連接
計算模型取自《混凝土結(jié)構(gòu)：混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》（第六版）習(xí)題8-3。
計算模型為鋼筋混凝土屋架下弦按軸心受拉構(gòu)件，見圖2。模型只包含1個part。截面寬200mm，截面高160mm。因為案例模型較為簡單，混凝土梁采用B21單元模擬，鋼筋通過在與混凝土單元共節(jié)點建立鋼筋箱型截面單元實現(xiàn)。混凝土材料為C40，鋼筋為HRB400，為實現(xiàn)材料單軸滯回?fù)p傷模擬，混凝土受壓骨架線上升段采用Hognested曲線，下降段為直線；鋼筋均采用《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB 50010-2010）附錄C中鋼筋本構(gòu)關(guān)系，材料本構(gòu)示意圖見圖3，材料參數(shù)見表1。
展開 基于相場損傷模型的混凝土細(xì)觀壓縮斷裂模擬
近年發(fā)展起來的斷裂相場法,通過場變量的自動演化獲取裂紋路徑,可方便地模擬出裂紋的動態(tài)擴展過程。因此本案列將采用基于<a href="/major/<a href="/major/ABAQUS的斷裂相場模型實現(xiàn)對混凝土斷裂問題的模擬分析并探討該模型的工程實際適用性
理論基礎(chǔ)
相場法是一種以經(jīng)典熱、動力學(xué)理論為基礎(chǔ),由耦合的非線性的力平衡方程和相場梯度型演化方程組合而成的唯象方法。該方法引入一組場變量來描述結(jié)構(gòu)的相變過程。與銳界面法中場變量的不連續(xù)性相反的是,相場法中場變量在界面區(qū)域具有連續(xù)性,可以用來描述材料初始時和完全破壞之間的平滑過渡。相場變量能分成保守的場變量與非保守的場變量兩種,總量在物體結(jié)構(gòu)演化中保持不變的為保守的場變量,如原子和電荷的濃度場;總量在物體結(jié)構(gòu)演化中為不守恒的并從0到1變化的是非保守的場變量,如馬氏相變。
Frankfort和Marigo基于能量最小化原理提出了Griffith理論的變分形式。描述斷裂的相場法中材料勢能分為兩部分，彈性應(yīng)變能和表面能，分別對應(yīng)于完好相和斷裂相。Griffith理論的泛函形式可以表達(dá)為:
其中是對稱的小應(yīng)變張量，代表裂紋面，Ω為求解區(qū)域。斷裂問題系統(tǒng)自由能由彈性應(yīng)變能(等號右邊第一項)和斷裂表面能(等號右邊第二項)構(gòu)成，裂紋的擴展受自由能最小化原理控制。通過求能量泛函的極值可以獲得材料系統(tǒng)的控制方程。
采用有限寬度的彌散區(qū)域來近似表征離散裂紋面，如圖 1所示。所有場變量均是全域連續(xù)。采用一個標(biāo)量d來表征材料的狀態(tài)，稱之為相場。d=1代表材料完全失效，d=0代表材料完好無損。
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