ABAQUS自定义单元(UEL)FORTRAN程序详解

"uel学习笔记，介绍如何在ABAQUS中使用FORTRAN编写用户自定义单元(UEL)，适用于进行ABAQUS用户扩展功能开发的学习者。" 在ABAQUS模拟中，用户自定义单元(UEL)是一种强大的工具，允许工程师和研究人员根据特定需求创建定制的单元行为。这篇学习笔记主要关注如何使用FORTRAN语言来实现UEL程序，并解释了ABAQUS传递给UEL的模型信息以及用户需要定义的关键变量。 首先，FORTRAN中的UEL程序是一个子例行程序，其主要任务是计算单元的贡献，包括右侧向量RHS、刚度矩阵AMATRX、状态变量SVARS、能量ENERGY以及时间步长PNEWDT。用户需要在这个子例行程序中编写自己的代码来定义这些量。 **变量说明：** 1. **PROPS和JPROPS**：这两个数组用于传递材料属性。PROPS是一个浮点数数组，包含了用户定义的NPROPS个实数材料参数。JPROPS是整数数组，用于存储NJPROP个整数材料参数。这些参数可以是材料的弹性模量、泊松比等，具体取决于用户定义的单元行为。 2. **COORDS**：这是一个二维数组，包含了单元所有节点的原始坐标值。COORDS(K1,K2)表示节点K2在K1方向的坐标。 3. **U, DU, V, A**：这四个数组与单元节点上的基本解变量有关。U存储的是在当前增量步结束时节点的基本解变量的值，如位移。DU是一个双层数组，表示在当前增量步中变量的增量，如增量位移。V存储的是速度，而A则与加速度相关。在不同的分析类型中，它们的含义可能有所不同。 **其他关键输入变量：** - **NDOFEL, NRHS, NSVARS**：分别表示单元的自由度数、右侧向量的大小和状态变量的数量。 - **TIME, DTIME, KSTEP, KINC**：这些变量提供了时间步长、当前时间、当前步骤和步进次数的信息。 - **JELEM, PARAMS**：JELEM是单元的全局ID，PARAMS用于传递额外的用户定义参数。 - **NDLOAD, JDLTYP, ADLMAG, PREDEF, NPREDF**：这些变量与荷载相关，如荷载类型、荷载的大小和预定义函数的值。 - **LFLAGS, MLVARX, DDLMAG, MDLOAD, PNEWDT, NJPROP, PERIOD**：其他辅助变量，如标志、动态加载的大小、时间相关荷载的处理等。 在编写UEL程序时，用户需要根据这些输入变量以及自定义的物理模型来计算单元的响应。这通常涉及到复杂的数学和物理公式，可能包括应力-应变关系、非线性行为、热力耦合等。完成UEL程序后，它会被ABAQUS集成到求解过程中，从而实现对复杂工程问题的精确模拟。