浅谈ABAQUS用户子程序

### ABAQUS 用户子程序详解 #### 一、引言 ABAQUS是一款功能强大的有限元分析软件，广泛应用于工业设计与科学研究中。为了满足更广泛的用户需求，ABAQUS提供了用户自定义子程序（User Subroutine）的功能，允许用户通过编写Fortran代码来自定义各种复杂的边界条件、荷载条件等，极大地扩展了ABAQUS的基本功能。本文将重点介绍几个常见的用户子程序及其使用方法。 #### 二、ABAQUS用户子程序基础 在ABAQUS中，用户可以通过编写用户子程序来实现更为复杂的功能。这些用户子程序可以用于定义特定的边界条件、荷载分布、接触行为、材料属性等。ABAQUS提供了丰富的用户子程序接口，使得用户可以根据实际需求编写相应的代码来扩展软件的功能。 #### 三、用户子程序使用指南 1. **用户子程序文件格式**： - 用户子程序通常需要编写成Fortran语言代码，并保存在一个`.FOR`后缀的文件中。 - 在ABAQUS/CAE中，用户可以在作业设置（Job Settings）中指定用户子程序文件的位置。 - 如果使用命令行方式运行ABAQUS，则需要使用类似`ABAQUS JOB=[JOB_NAME] USER=[USER_SUBROUTINE_FILE].FOR`这样的命令来指定用户子程序文件。 2. **注意事项**： - 用户子程序不可以相互调用，但可以调用用户编写的其他Fortran子程序或ABAQUS提供的应用程序接口。 - 当使用`OPEN`语句打开外部文件时，需要注意设备号的选择（一般使用15-18和大于100的设备号），并且必须提供文件的绝对路径。 - 用户子程序调用ABAQUS的应用程序接口时，需要遵循特定的规则。 #### 四、常用用户子程序及应用程序介绍 1. **SUBROUTINE DLOAD**： - **参数说明**： - `F`: 定义每个积分点所受荷载的大小。 - `KSTEP`, `KINC`: 分别表示当前步和增量的索引值。 - `TIME`: 包含当前步骤时间和增量时间。 - `NOEL`, `NPT`: 分别表示单元编号和积分点编号。 - `COORDS`: 积分点的坐标。 - **功能概述**： - 允许用户定义荷载为积分点坐标、时间、单元编号等因素的函数。 - 示例：在每个积分点上施加的荷载不仅取决于坐标，还可能随步骤变化。 ```fortran SUBROUTINE DLOAD(F, KSTEP, KINC, TIME, NOEL, NPT, LAYER, KSPT, COORDS, JLTYP, SNAME) INCLUDE 'ABA_PARAM.INC' DIMENSION TIME(2), COORDS(3) CHARACTER*80 SNAME PARAMETER (PLOAD = 100.E4) IF (KSTEP .EQ. 1) THEN ! 当STEP=1时的荷载大小 F = PLOAD * (COORDS(1) + COORDS(2)) ! 荷载大小依赖于坐标 ELSE F = 0.0 END IF END ``` - 以上示例中，荷载大小`F`基于坐标`COORDS(1)`和`COORDS(2)`计算得出，并且只在第一步（`KSTEP=1`）时应用。 2. **其他用户子程序**： - **UEXTERNALDB**：用于处理外部数据库，支持用户读取外部数据并将其应用于ABAQUS模型中。 - **URDFIL**：用于读取特定格式的文件，例如从其他仿真软件导出的数据。 3. **ABAQUS 应用程序接口**： - **GETENVVAR**：获取环境变量的值。 - **POSFIL**：定位文件位置。 - **DBFILE**：操作ABAQUS的结果文件，例如读取或写入特定格式的文件（如`.FIL`文件）。 #### 五、结论 通过上述介绍，我们可以看到ABAQUS用户子程序的强大之处在于能够根据具体需求定制复杂的模型和边界条件。这对于解决非标准问题尤为重要，可以帮助研究人员和工程师探索更多可能性。在使用这些用户子程序时，需要注意遵守ABAQUS的规定，合理规划代码结构，确保正确地与ABAQUS交互。此外，深入理解ABAQUS用户子程序的使用方法还有助于提高仿真效率和准确性，从而更好地服务于科研和技术开发。