ABAQUS子程序USDFLD.docx

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ABAQUS子程序USDFLD

Abaqus/CAEUser'sManual 

12.8.5 Definingfieldvariablesatamaterialpoint

（在一个材料点定义场变量）

InAbaqus/StandardyoucanintroducedependenceonsolutionvariableswithusersubroutineUSDFLD.Thissubroutineallowsyoutodefinefieldvariablesatamaterialpointasfunctionsoftime,ofanyoftheavailablematerialpointquantitieslistedin“Abaqus/Standardoutputvariableidentifiers,”Section4.2.1oftheAbaqusAnalysisUser'sManual,andofmaterialdirections.Materialpropertiesdefinedasfunctionsofthesefieldvariablesmay,thus,bedependentonthesolution.

UsersubroutineUSDFLDiscalledateachpointforwhichthematerialdefinitionincludesareferencetotheusersubroutine.

（在ABAQUS里面，你能够用子程序USDFLD来求解变量。

USDFLD允许你将一个材料点上的场变量定义为时间函数，能够使用到的材料点在用户使用手册4.2.1节中“abaqus输出变量的标识码”中被提及到。

材料的特性被定义作为场变量的函数，因此依赖于求解方法。

）

（在每个被定义材料性能的点USDFLD能够被调用）

ToincludeareferencetousersubroutineUSDFLDinamaterialdefinition:

1.FromthemenubarintheEditMaterialdialogbox,selectGeneral

UserDefinedField.

（ForinformationondisplayingtheEditMaterialdialogbox,see“Creatingoreditingamaterial,”Section12.7.1.）

2.ClickOKtoclosetheEditMaterialdialogbox.Alternatively,youcanselectanothermaterialbehaviortodefinefromthemenusintheEditMaterialdialogbox（see“Browsingandmodifyingmaterialbehaviors,”Section12.7.2,formoreinformation）.

Abaqus/CAEUser'sManual 

 （子程序USDFLD在材料中的定义过程可参考下面：

1.在编辑材料的对话框中，选择General-UserDefinedField

2.点击OK关闭编辑材料的对话框，或者在编辑对话框中选择另外的一个材料特性。

）

======================================================================================================================================================================================================================================================================================

AbaqusUserSubroutinesReferenceManual 

1.1.49 USDFLD

Usersubroutinetoredefinefieldvariablesatamaterialpoint.

（在一个材料点上使用USDFLD重新定义场变量）

Product:

Abaqus/Standard  

References（参考）

∙“ObtainingmaterialpointinformationinanAbaqus/Standardanalysis,”Section2.1.6

∙“Materialdatadefinition,”Section20.1.2oftheAbaqusAnalysisUser'sManual

∙*USERDEFINEDFIELD

∙“Damageandfailureofalaminatedcompositeplate,”Section1.1.14oftheAbaqusExampleProblemsManual

∙“USDFLD,”Section4.1.24oftheAbaqusVerificationManual

Overview（概述）

UsersubroutineUSDFLD:

∙allowsyoutodefinefieldvariablesatamaterialpointasfunctionsoftimeorofanyoftheavailablematerialpointquantitieslistedintheOutputVariableIdentifierstable（“Abaqus/Standardoutputvariableidentifiers,”Section4.2.1oftheAbaqusAnalysisUser'sManual）excepttheuser-definedoutputvariablesUVARMandUVARMn;

∙canbeusedtointroducesolution-dependentmaterialpropertiessincesuchpropertiescaneasilybedefinedasfunctionsoffieldvariables;

∙willbecalledatallmaterialpointsofelementsforwhichthematerialdefinitionincludesuser-definedfieldvariables;

∙mustcallutilityroutineGETVRMtoaccessmaterialpointdata;

∙canuseandupdatestatevariables;and

∙canbeusedinconjunctionwithusersubroutineUFIELDtoprescribepredefinedfieldvariables.

（子程序USDFLD：

1.允许你在一个材料点定义场变量作为时间函数，在输出变量的标示符中列出了所有材料点的变量，除了用户定义的输出变量和uvarm uvarm。

2.能够用来介绍材料的性能，并且这种性能能够被定义为场变量的函数。

3.在各元素的材料点中，用户定义的场变量能够被调用。

4.必须调用使用程序GETVRM来接入材料点数据

5.可以和UFIELD一起使用来描述预定义的场变量）

Explicitsolutiondependence（明确解的关系）

Sincethisroutineprovidesaccesstomaterialpointquantitiesonlyatthestartoftheincrement,thesolutiondependenceintroducedinthiswayisexplicit:

thematerialpropertiesforagivenincrementarenotinfluencedbytheresultsobtainedduringtheincrement.Hence,theaccuracyoftheresultsdependsonthesizeofthetimeincrement.Therefore,youcancontrolthetimeincrementinthisroutinebymeansofthevariablePNEWDT.

（由于程序提供的接入点只是在增量的开始，解之间的相互关系应该被明确：

在增量的过程中，材料的性能不应该被得到的结果所影响。

因此，结果的准确性依赖于时间增量的大小。

因此，你能通过PENWDT来控制程序中的时间增量。

）

Definingfieldvariables（定义场变量）

BeforeusersubroutineUSDFLDiscalled,thevaluesofthefieldvariablesatthematerialpointarecalculatedbyinterpolationfromthevaluesdefinedatthenodes.Anychangestothefieldvariablesintheusersubroutinearelocaltothematerialpoint:

thenodalfieldvariablesretainthevaluesdefinedasinitialconditions,predefinedfieldvariables,orinusersubroutineUFIELD.Thevaluesofthefieldvariablesdefinedinthisroutineareusedtocalculatevaluesofmaterialpropertiesthataredefinedtodependonfieldvariablesandarepassedintootherusersubroutinesthatarecalledatthematerialpoint,suchasthefollowing:

（在子程序USDFLD被调用之前，通过节点中定义的数值采用差值法计算出材料点的场变量。

子程序中场变量的任意改动都是在材料点上的改动：

节点场变量保持着数值被定义为初始状态（预定义场变量），或者使用子程序UFIELD,程序中场变量的值被用来计算材料的性能，材料的特性被定义依赖于场变量，并且在其他子程序中被调用。

例如下面的程序:

）

∙CREEP

∙HETVAL

∙UEXPAN

∙UHARD

∙UHYPEL

∙UMAT

∙UMATHT

∙UTRS

Outputoftheuser-definedfieldvariablesatthematerialpointscanbeobtainedwiththeelementintegrationpointoutputvariableFV（see“Abaqus/Standardoutputvariableidentifiers,”Section4.2.1oftheAbaqusAnalysisUser'sManual）.

Accessingmaterialpointdata（材料存储点数据）

Youareprovidedwithaccesstothevaluesofthematerialpointquantitiesatthestartoftheincrement（orinthebasestateinalinearperturbationstep）throughtheutilityroutineGETVRMdescribedin“ObtainingmaterialpointinformationinanAbaqus/Standardanalysis,”Section2.1.6.ThevaluesofthematerialpointquantitiesareobtainedbycallingGETVRMwiththeappropriateoutputvariablekeys.ThevaluesofthematerialpointdataarerecoveredinthearraysARRAY,JARRAY,andFLGRAYforfloatingpoint,integer,andcharacterdata,respectively.Youmaynotgetvaluesofsomematerialpointquantitiesthathavenotbeendefinedatthestartoftheincrement;e.g.,ER.

（你可以通过子程序GETVRM在增量的开始或者在一个线性的摄动步中设置材料点的数值。

通过子程序GETVRM，采用输出变量的减能够获得材料点的数值。

材料点数据的值呈现在矩阵中，ARRAY,JARRAY,andFLGRAY分别对应浮点型、整形、字符型。

对于在增量开始时没有定义的材料点得不到数值。

）

Statevariables（状态变量）

SincetheredefinitionoffieldvariablesinUSDFLDislocaltothecurrentincrement（fieldvariablesarerestoredtothevaluesinterpolatedfromthenodalvaluesatthestartofeachincrement）,anyhistorydependencerequiredtoupdatematerialpropertiesbyusingthissubroutinemustbeintroducedwithuser-definedstatevariables.

ThestatevariablescanbeupdatedinUSDFLDandthenpassedintootherusersubroutinesthatcanbecalledatthismaterialpoint,suchasthoselistedabove.Youspecifythenumberofsuchstatevariables,asshownintheexampleattheendofthissection（seealso“Allocatingspace”in“Usersubroutines:

overview,”Section17.1.1oftheAbaqusAnalysisUser'sManual）.

（在USDFLD中重新定义的作为当前变量（场变量的值通过在每个增量开始的节点数值内插得到），任何新的变量必须被使用子程序用户定义变量。

在USDLFD中，状态变量能够更新，并且在其他子程序（上述列出的）中能够被调用，在这章的最后的例子中，你可以确定这些状态变量的数目。

）

Usersubroutineinterface（用户子程序的接口）

SUBROUTINEUSDFLD（FIELD,STATEV,PNEWDT,DIRECT,T,CELENT,

1TIME,DTIME,CMNAME,ORNAME,NFIELD,NSTATV,NOEL,NPT,LAYER,

2KSPT,KSTEP,KINC,NDI,NSHR,COORD,JMAC,JMATYP,MATLAYO,LACCFLA）

C

INCLUDE'ABA_PARAM.INC'

C

CHARACTER*80CMNAME,ORNAME

CHARACTER*3FLGRAY（15）

DIMENSIONFIELD（NFIELD）,STATEV（NSTATV）,DIRECT（3,3）,

1T（3,3）,TIME

（2）

DIMENSIONARRAY（15）,JARRAY（15）,JMAC（*）,JMATYP（*）,COORD（*）

usercodingtodefineFIELDand,ifnecessary,STATEVandPNEWDT

RETURN

END

Variabletobedefined（被定义的变量）

FIELD（NFIELD）

Anarraycontainingthefieldvariablesatthecurrentmaterialpoint.Thesearepassedinwiththevaluesinterpolatedfromthenodesattheendofthecurrentincrement,asspecifiedwithinitialconditiondefinitions,predefinedfieldvariabledefinitions,orusersubroutineUFIELD.Theinterpolationisperformedusingthesameschemeusedtointerpolatetemperatures:

anaveragevalueisusedforlinearelements;anapproximatelinearvariationisusedforquadraticelements（alsosee“Solid（continuum）elements,”Section27.1.1oftheAbaqusAnalysisUser'sManual）.Theupdatedvaluesareusedtocalculatethevaluesofmaterialpropertiesthataredefinedtodependonfieldvariablesandarepassedintootherusersubroutines（CREEP,HETVAL,UEXPAN,UHARD,UHYPEL,UMAT,UMATHT,andUTRS）thatarecalledatthismaterialpoint.

（一个数组包含着当前材料点上的场变量。

在当前增量结束的节点通过内插法求得，作为指定的初始状态，预定义场变量或者只用子程序USDFLD。

方法和温度的差值法相同：

平均值用于线性单元；一个近似的线性变量被用于二次元素（可参考27.1.1）。

这些更新的数据用来计算材料性能的数据，这些数值用场变量来定义，并且能够被子程序（CREEP,HETVAL,UEXPAN,UHARD,UHYPEL,UMAT,UMATHT,andUTRS）调用。

）

Variablesthatcanbeupdated（可以更新的变量）

STATEV（NSTATV）

Anarraycontainingthesolution-dependentstatevariables.Thesearepassedinasthevaluesatthebeginningoftheincrement.InallcasesSTATEVcanbeupdatedinthissubroutine,andtheupdatedvaluesarepassedintootherusersubroutines（CREEP,HETVAL,UEXPAN,UMAT,UMATHT,andUTRS）thatarecalledatthismaterialpoint.Thenumberofstatevariablesassociatedwiththismaterialpointisdefinedasdescribedin“Allocatingspace”in“Usersubroutines:

overview,”Section17.1.1oftheAbaqusAnalysisUser'sManual.

（一组数据用来保存解相关的变量。

它们在增量开始时被接入。

在所有的例子中，STATEV能够在子程序中被更新，并且被更新的数值能够在（CREEP,HETVAL,UEXPAN,UMAT,UMATHT,andUTRS）子程序中被调用。

状态变量的数目与材料点的相关，在17.1.1中描述）

PNEWDT

Ratioofsuggestednewtimeincrementtothetimeincrementbeingused（DTIME,seebelow）.ThisvariableallowsyoutoprovideinputtotheautomatictimeincrementationalgorithmsinAbaqus/Standard（ifautomatictimeincrementationischosen）.

（推荐的新的时间增量和时间增量的比例。

这个变量允许你提供输入到abaqus里面的自动时间增量的算法。

）

PNEWDTissettoalargevaluebeforeeachcalltoUSDFLD.

（在USDFLD被调用之前，PNEWDT被设置成一个大的数值。

）

IfPNEWDTisredefinedtobelessthan1.0,Abaqus/Standardmustabandonthetimeincrementandattemptitagainwithasmallertimeincrement.Thesuggestednewtimeincrementprovidedtotheautomaticti