1. 簡介

在Abaqus/Standard模塊中，用戶可以利用子程序UEL來開發自定義單元，用以實現一些通過Abaqus內置單元無法實現的功能。如果編寫恰當，用戶自定義單元可以正常使用Abaqus/Standard的大部分功能，并且在用戶子程序UEL中可以編寫多個自定義單元，這些單元可以同時使用。

相比于開發完整的有限元程序，使用Abaqus來開發單元的優勢是非常明顯的：首先，Abaqus提供了大量的結構單元、分析程序以及前處理工具，這些功能可以與Abaqus UEL配合使用；其次，Abaqus中可以完成自定義單元的部分后處理工作；并且，開發子程序的效率也遠高于開發完整的有限元程序。

盡管用戶子程序UEL為在Abaqus中進行有限元分析提供了非常強大和靈活的工具，但由于開發自定義單元需要較高的數學和力學理論基礎，加之前、后處理過程不便，因此相比于諸如UMAT之類的子程序，可供參考的資料非常少。恰好筆者在完成畢設的過程中需要使用到用戶子程序UEL進行結構單元的開發，因此借由此機會和大家分享一些子程序UEL的開發經驗以及存在的問題，希望可以幫助到有這方面需求的同學。

為了理解用戶子程序UEL的工作流程，必須熟悉有限元分析求解的整個過程。因此，本文以最為簡單的桿單元為例，介紹桿結構的有限元分析流程，隨后利用子程序UEL開發自定義桿單元，并驗證計算結果的準確性。

(為了便于排版，部分內容采用圖片格式)

附錄1：自定桿單元UEL用戶子程序CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC 程序用于定義2節點桿單元 CC 單元節點數:2 節點自由度數:1 單元自由度數:2×1=2 CC 材料參數: (1)彈性模量E (2)截面積AREA CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC SUBROUTINE UEL(RHS,AMATRX,SVARS,ENERGY,NDOFEL,NRHS,NSVARS, 1 PROPS,NPROPS,COORDS,MCRD,NNODE,U,DU,V,A,JTYPE,TIME,DTIME, 2 KSTEP,KINC,JELEM,PARAMS,NDLOAD,JDLTYP,ADLMAG,PREDEF,NPREDF, 3 LFLAGS,MLVARX,DDLMAG,MDLOAD,PNEWDT,JPROPS,NJPROP,PERIOD)C INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'C DIMENSION RHS(MLVARX,*),AMATRX(NDOFEL,NDOFEL),PROPS(*), 1 SVARS(*),ENERGY(8),COORDS(MCRD,NNODE),U(NDOFEL), 2 DU(MLVARX,*),V(NDOFEL),A(NDOFEL),TIME(2),PARAMS(*), 3 JDLTYP(MDLOAD,*),ADLMAG(MDLOAD,*),DDLMAG(MDLOAD,*), 4 PREDEF(2,NPREDF,NNODE),LFLAGS(*),JPROPS(*)CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC C 子程序主要變量說明 CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC 需要更新的變量CC AMATRX:單元的剛度矩陣 所有非零元素都必須定義C RHS:單元剛度方程中的右端向量 變量中包含有殘余載荷(不平衡力)向量C SVARS:求解狀態變量 狀態變量的個數由NSVARS確定(可以不更新)C ENERGY:用戶自定義單元的能量 共有8個分量(可以不更新)C 傳入模型的信息變量(不可修改)C C NNODE:自定義單元的節點個數C JTYPE:單元類型 UnC NDOFEL:自定義單元的自由度個數C JELEM:用戶指定的自定義單元號C NSVARS:用戶自定義狀態變量的個數C PROPS:單元材料參數實數數組 包含有NPROPS個實數參數C JPROPS:單元材料參數整數數組 包含有NJPROPS個整數參數C COORDS:坐標數組 COORDS(K1,K2)為第K2個節點的第K1個坐標C U:單元計算中的自由度(本單元中為位移)C DU:位移的增量值CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC 變量定義及聲明 CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC REAL::L !桿單元長度 REAL::E !材料彈性模量 REAL::AREA !桿單元截面積 REAL::EPS !單元應變 REAL::SIGMA !單元應力 INTEGER::I,J !循環索引 CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC 定義剛度矩陣及右端矢量 CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC 獲取材料參數 E=PROPS(1) AREA=PROPS(2)C 通過單元節點坐標計算桿單元長度C 節點坐標COORDS(K1,K2)表示當前單元第K2個節點第K1個坐標 L=ABS(COORDS(1,2)-COORDS(1,1)) C 構造剛度矩陣AMATRX AMATRX(1,1)=E*AREA/L AMATRX(1,2)=-1*E*AREA/L AMATRX(2,1)=-1*E*AREA/L AMATRX(2,2)=E*AREA/LC 構造右端矢量RHSC RHS=-K?U DO I=1,NDOFEL !NDOFEL為單元的自由度數 本單元中為2 RHS(I,1)=0 !初始化右端矢量 DO J=1,NDOFEL RHS(I,1)=RHS(I,1)-AMATRX(I,J)*U(J) !按照矩陣相乘的公式計算RHS END DO END DO CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC 計算單元應力和應變 CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC 計算單元應變 EPS=(U(2)-U(1))/LC 計算單元應力 SIGMA=E*EPSC 將計算結果儲存置狀態變量 SVARS(1)=EPS SVARS(2)=SIGMA RETURN END附錄2：UEL用戶子程序簡介

總結

以上是生活随笔為你收集整理的integer加1_利用Abaqus UEL开发自定义单元1的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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