浅谈ABAQUS用户子程序.pdf-资料库

浅谈 ABAQUS 用户子程序 Home 李青清华大学工程力学系摘要本文首先概要介绍了 ABAQUS 的用户子程序和应用程序，然后从参数，功能两方面详细论述了 DLOAD, UEXTERNALDB, URDFIL 三个用户子程序和 GETENVVAR，POSFIL，DBFILE 三个应用程序，并详细介绍了 ABAQUS 的结果文件（.FIL）存储格式。关键字 ABAQUS，用户子程序，应用程序，结果文件一、前言： ABAQUS 为用户提供了强大而又灵活的用户子程序接口（USER SUBROUTINE）和应用程序接口(UTILITY ROUTINE)。ABAQUS 6.2.5 一共有 42 个用户子程序接口，13 个应用程序接口，用户可以定义包括边界条件、荷载条件、接触条件、材料特性以及利用用户子程序和其它应用软件进行数据交换等等。这些用户子程序接口使用户解决一些问题时有很大的灵活性，同时大大的扩充了 ABAQUS 的功能。例如：如果荷载条件是时间的函数，这在 ABAQUS/CAE 和 INPUT 文件中是难以实现的，但在用户子程序 DLOAD 中就很容易实现。二．在 ABAQUS 中使用用户子程序 ABAQUS 的用户子程序是根据 ABAQUS 提供的相应接口，按照 FORTRAN 语法用户自己编写的代码。在一个算例中，用户可以用到多个用户子程序，但必须把它们放在一个以.FOR 为扩展名的文件中。运行带有用户子程序的算例时有两种方法，一是在 CAE 中运行，在 EDIT JOB 菜单的 GENERAL 子菜单的 USER SUBROUTINE FILE 对话框中选择用户子程序所在的文件即可；另外是在 ABABQUS COMMAND 用运行，语法如下： ABAQUS JOB=[JOB] USER＝[.FOR]。用户在编写用户子程序时，要注意以下几点： 1．用户子程序不能嵌套。即任何用户子程序都不能调用任何其他用户子程

Home 序，但可以调用用户自己编写的 FORTRAN 子程序和 ABAQUS 应用程序。当用户编写 FORTRAN 子程序时，建议子程序名以 K 开头，以免和 ABAQUS 内部程序冲突。 2．当用户在用户子程序中利用 OPEN 打开外部文件时，要注意以下两点：一是设备号的选择是有限制的，只能取 15－18 和大于 100 的设备号，其余的都已被 ABAQUS 占用。二是用户需提供外部文件的绝对路径而不是相对路径。 3．ABAQUS 应用程序必须由用户子程序调用。当用到某个用户子程序时，用户所关心的主要有两方面：一是 ABAQUS 提供的用户子程序的接口参数。有些参数是 ABAQUS 传到用户子程序中的，例如 SUBROUTINE DLOAD 中的 KSTEP，KINC，COORDS；有些是需要用户自己定义的，例如 F。二是 ABAQUS 何时调用该用户子程序，对于不同的用户子程序 ABAQUS 调用的时间是不同的。有些是在每个 STEP 的开始，有的是 STEP 结尾，有的是在每个 INCREMENT 的开始等等。当 ABAQUS 调用用户子程序是，都会把当前的 STEP 和 INCREMENT 利用用户子程序的两个实参 KSTEP 和 KINC 传给用户子程序，用户可编个小程序把它们输出到外部文件中，这样对 ABAQUS 何时调用该用户子程序就会有更深的了解。下面就选出几个常用的用户子程序和应用程序进行详细解释：一．SUBROUTINE DLOAD(F,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,COORDS, JLTYP,SNAME) 参数： 1． F 为用户定义的是每个积分点所作用的荷载的大小； 2． KSTEP,KINC 为 ABAQUS 传到用户子程序当前的 STEP 和 INCREMENT 值； 3． TIME(1),TIME(2)为当前 STEP TIME 和 INCREMENT TIME 的值； 4． NOEL,NPT 为积分点所在单元的编号和积分点的编号； 5． COORDS 为当前积分点的坐标； 6．除 F 外，所有参数的值都是 ABAQUS 传到用户子程序中的。功能： 1．荷载可以被定义为积分点坐标、时间、单元编号和单元节点编号的函数。

2．用户可以从其他程序的结果文件中进行相关操作来定义积分点 F 的大小。例 1：这个例子在每个积分点施加的荷载不仅是坐标的函数，而且是随 STEP Home 变化而变化的。 SUBROUTINE DLOAD(P,KSTEP,KINC,TIME,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,COORDS, 1 JLTYP,SNAME) C INCLUDE 'ABA_PARAM.INC' C DIMENSION TIME(2),COORDS(3) CHARACTER*80 SNAME PARAMETER (PLOAD=100.E4) C IF (KSTEP.EQ.1) THEN ！当 STEP=1 时的荷载大小 P=PLOAD ELSE IF (KSTEP.EQ.2) THEN ！当 STEP＝2 时的荷载大小 P=COORDS(1)*PLOAD ！施加在积分点的荷载 P 是坐标的函数 ELSE IF (KSTEP.EQ.3) THEN ！当 STEP=3 时的荷载大小 P=COORDS(1)**2*PLOAD ELSE IF (KSTEP.EQ.4) THEN ！当 STEP=4 时的荷载大小 P=COORDS(1)**3*PLOAD ELSE IF (KSTEP.EQ.5) THEN ！当 STEP=5 时的荷载大小 P=COORDS(1)**4*PLOAD END IF RETURN END 二． UBROUTINE UEXTERNALDB(LOP,LRESTART,TIME,DTIME,KSTEP,KINC) 参数：用户可以利用 LOP 开关来控制自己的代码程序何时被 ABAQUS 调用。LOP=0 （3）表示在计算的开始（结束）ABAQUS 调用此用户子程序；LOP=1 (2) 表示在每个 INCREMENT 的开始（结束）ABAQUS 调用此用户子程序；LOP 了＝4 表示在每个 RESTART 的开始 ABAQUS 调用此用户子程序。这为用户子程序提供了很大的灵活性。功能： 1．可以用来和其它用户子程序及其它软件进行数据通讯。 2．可以用来在适当的时间打开，关闭外部文件。 3．用户可以把自己编写的 ABAQUS 扩充功能的程序代码通过此用户子程序嵌

入到 ABAQUS 中。 Home 例 2．新建一个与 JOB 名相同但扩展名(.ALE)不同的文件，此用户子程序用到了 GETENVVAR 应用程序来获得 ABAQUS 的环境变量，用 DMKNAME 子程序来合成 CHARACTER XINDIR*255,XFNAME*80 所需的文件名。 SUBROUTINE UEXTERNALDB(LOP,LRSTART,TIME,DTIME,KSTEP,KINC) INCLUDE 'ABA_PARAM.INC' CHARACTER DMKNAME*255,FNAMEX*80 C LXFNAME=0 LXINDIR=0 XFNAME =' ' XINDIR =' ' CALL GETENVVAR('FNAME',XFNAME,LXFNAME) !读取 input 文件名 CALL GETENVVAR ('OUTDIR',XINDIR,LXINDIR) !读取 input 文件所在的路径 IF(LOP.EQ.0) THEN FNAMEX=DMKNAME(XFNAME(1:LXFNAME),XINDIR(1:LXINDIR), '.ALE') ！生成所要新建文件的文件名 OPEN(UNIT=17,FILE=FNAMEX,STATUS='UNKNOWN',FORM='FORMATTED') ！打开文件 WRITE(17,*)'Opening new user external file...' WRITE(17,*)'Writing dummy data to this file...' c C COMPOSE A FILENAME DIRECTORY/JOBNAME.EXTEN CHARACTER*(*) FUNCTION DMKNAME(FNAME,DNAME,EXTEN) C CHARACTER*(*) FNAME,DNAME,EXTEN C FNAME I JOBNAME C DNAME I DIRECTORY C EXTEN I EXTENSION C DMKNAME O DIRECTORY/JOBNAME.EXTEN LTOT = LEN(FNAME) LF = 0 DO K1 = LTOT,2,-1 END IF RETURN END

Home IF (LF.EQ.0.AND.FNAME(K1:K1).NE.' ') LF = K1 END DO LTOT = LEN(DNAME) LD = 0 DO K1 = LTOT,2,-1 IF (LD.EQ.0.AND.DNAME(K1:K1).NE.' ') LD = K1 END DO LTOT = LEN(EXTEN) LE = 0 DO K1 = LTOT,2,-1 IF (LE.EQ.0.AND.EXTEN(K1:K1).NE.' ') LE = K1 END DO IF ((LF + LD + LE) .LE. LEN(DMKNAME)) THEN DMKNAME = DNAME(1:LD)//FNAME(1:LF) LTOT = LD + LF IF ( LE.GT.0) THEN DMKNAME = DMKNAME(1:LTOT)//EXTEN(1:LE) END IF END IF C RETURN END 三．SUBROUTINE URDFIL (LSTOP,LOVRWRT,KSTEP,KINC,DTIME,TIME) 参数： 1． LSTOP 是决定 ABAQUS 分析是否继续的开关。如果 LSTOP=1，分析中止；否则，分析继续。 2． LOVRWRT 是决定能否把上个 INCREMENT 的结果文件覆盖的开关。 LOVRWRT＝1，覆盖，这样可大大减少结果文件的大小；否则，不覆盖。 3． LSTEP 和 LOVRWRT 参数是留给用户自己定义的， KSTEP,KINC,DTIME,TIME 是 ABAQUS 传给用户子程序的参数。功能： 1．读结果文件（.FIL）中的数据。 2．利用 LSTOP 开关，用户可中止 ABAQUS 计算 URDFIL 要用到以下两个 ABAQUS 应用程序：POSFIL 和 DBFILE

CALL POSFIL (NSTEP,NINC,ARRAY,JRCD) 参数： Home 1. NSTEP 和 NINC 的值都是由调用它的 URDFIL 用户子程序接口中的参数 KSTEP 和 KINC 传递下来。 2. ARRAY 是用来存放 RECORD 2000 的值 3. JRCD 为返回值。如果在结果文件中找到相应的 STEP 和 INCREMENT,返回值为 0；否则为 1。功能：如果用户想要对某个 STEP 中的某个 INCREMENT 的结果数据进行操作，POSFIL 可定位用户想要进行操作的 STEP 和 INCREMENT 数据在结果文件中的位置。 CALL DBFILE (LOP,ARRAY,JRCD) 参数： 1．LOP 是用户自己定义的参数。LOP 设为 0 表示继续读下一条记录；LOP 设为 2 表示文件已读到结尾后，又从头开始读起。 2．ARRAY 是用来存放从结果文件中读到的那条记录的数组。要用户注意的是 ARRAY 数组的大小要能存放一条记录。 3. JRCD 是返回值，如果读到文件结尾，返回值为非 0 的整数。功能：读取结果文件中的一条记录。如果想要熟练运用 SUBROUTINE URDFIL,那么用户必须对结果文件（.FIL）的格式有所了解。要让 ABAQUS 输出结果文件，用户必须在 INPUT 文件或 KEYWORD 中加入*EL FILE 或着*EL NODE。有些数据是 ABAQUS 自动写道结果文件中的，如 ABAQUS 的版本号，节点编号和节点坐标；有些是用户用*EL FILE 或着*EL NODE 定义的，比如应力、应变、节点位移等等。结果文件存放的是一条条的记录。为了区别不同的记录集，记录中有一项为 RECORD KEY。不同的记录集，RECORD KEY 是不同的。比如节点坐标的记录集

Home （COORD）的 RECORD KEY 为 8；主应力（EP）的 RECORD KEY 为 403；用户可根据不同的 RECORD KEY 来分辨不同的记录集。每条记录包括好多个数据。每个记录是以*I 开头，数据中的实数是以 D 开头，输出格式为 E22.15 or D22.15；整数是以 I 开头，接着的数字为这个整数的位数，然后才是整数的值。字符数据以 A 开头。比如记录 *I 18I 41900I 15AS4R I 3195I 3198I 3205I 3204 这条记录第一项 18 表示这条记录一共有 8 个数据，1 为 8 的位数；第二项为 RECORD KEY 其值为 1900，前面的 4 为 1900 的位数。第三项 5 表示是此单元编号，第四项 S4R 1,COORD(3) DO 1000 K2=1,10 SUBROUTINE URDFIL(LSTOP,LOVRWRT,KSTEP,KINC,DTIME,TIME) 表示单元类型，剩余四项表示此单元四个节点的编号。例 3：此程序是把结果文件中的每个节点的编号、坐标、速度和位移写到文件 F3.DAT C INCLUDE 'ABA_PARAM.INC' C DIMENSION ARRAY(513),JRRAY(NPRECD,513),TIME(2),LRUNIT(2,1) EQUIVALENCE (ARRAY(1),JRRAY(1,1)) CALL POSFIL(KSTEP,KINC,ARRAY,JRCD) ！定位到当前的 STEP 和 INCREMENT OPEN(UNIT=17,FILE='G:\TEMP\F3.DAT') ！打开文件 WRITE(17,*)KINC，KSTEP ！把当前的 STEP 和 INCREMENT 输出到文件 DO 100 K1=1,99999 C CALL DBFILE(0,ARRAY,JRCD) ！读入一条记录 IF(JRCD.NE.0)GO TO 110 ！判断结果文件是否结束 KEY=JRRAY(1,2) !把 RECORD KEY 赋值于 KEY C IF(KEY.EQ.107) THEN ！判断此条记录是否为节点坐标 KEL=JRRAY(1,3) COORD(1)=ARRAY(4) COORD(2)=ARRAY(5) COORD(3)=ARRAY(6) WRITE(17,120) KEL,COORD(1),COORD(2),COORD(3) ！输出节点编号，坐标 120 FORMAT(5X,'NODE',I5,5X,'COORD',F20.14,5X,F20.14,5X,F20.14,5X) ELSE IF(KEY.EQ.101)THEN ！判断此条记录是否为位移 KEL=JRRAY(1,3)

Home WRITE(17,130) ARRAY(3),ARRAY(4),ARRAY(5),ARRAY(6),ARRAY(7), 1 ARRAY(8),ARRAY(9) ！输出节点编号，速度 COORD(1)=ARRAY(4) COORD(2)=ARRAY(5) COORD(3)=ARRAY(6) WRITE(17,140) KEL,COORD(1),COORD(2),COORD(3)！输出节点编号，位移 140 FORMAT(5X,'NODE',I5,5X,'UCOORD',F20.14,5X,F20.14,5X,F20.14,5X) ELSE IF(KEY.EQ.102)THEN ！判断此条记录是否为速度 130 FORMAT(5X,'NODE',I5,5X,'VELOVITY',F20.10,5X,F20.10,5X,F20.10,5X 1 ,F20.10,5X,F20.10,5X,F20.10,5X) END IF C 100 CONTINUE 1000 CONTINUE 110 CONTINUE CLOSE(17) !关闭文件 RETURN END

资料库

浅谈ABAQUS用户子程序.pdf

相关推荐

课程资源

热门标签

最新资料