ADINA中进行材料本构的二次开发教程

子程序说明： 传递的变量很多，完全满足绝大多数开发所需 常用变量：STRAIN（应变） STRESS（应力） TIME（当前时间） DT（当前时间步长） TMP1（当前温度）…
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例题：线弹性材料开发
C ...................................................................... C . C . C . ELEMENTS: Linear Elastic Model for 3-D SOLID ELEMENTS . . .
历史变量
ARRAY(LGTH1) 提供多于60个可以输出的实数型历史变量，常 用于做如屈服应力、塑性应变、应力水平等数据的存 储； IARRAY（ LGTH2 ） 提供多个全局整型历史变量，往往用于程序控 制或其它用途；
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例题：线弹性材料开发
SUBROUTINE CUSER3 [DLLEXPORT] (IA,A,NG,NEL,IPT,IDEATH,STRESS, + 1 2 3 4 6 + C C ...................................................................... EPS,STRAIN,DEPS, DEPST,THSTR1,THSTR2,KTR,INTER,SCP,ARRAY,LGTH1, IARRAY,LGTH2,D,ALFA,CTD,ALFAA,CTDD,CTI, TMP1,TMP2,TIME,ETIMV,ETIMV2,DT,PHIST,PRST,RN, PHIST1,DPSP,TGRAD,INTEG,ISUBM,INDNL,DP,NELP, DPJE1D,DPJE2D,AKAPPA,PBAR,NNODE,NODNUM,XYZ, IIN,IOUT,KEY)
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例题：线弹性材料开发
同时采用ADINA提供的材料和用户自定义材料进行计算，结果应完全一致。
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ADINA用户开发特征的未来发展计划
ADINA系统环境开发，目前支持开发特征比较丰富，如：
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ADINA用户开发特征的未来发展计划
ADINA编译过程简单，不需生成.exe文件，只需生成动态链接库文件 ；同时，这大大方便了多TASK用户对开发特征的使用；
例题：线弹性材料开发
C*I C*I K E Y = 2 INTEGRATION OF ELEMENT STRESSES ( CALCULATE STRESS(6) ) 2 CONTINUE C*I C C YM=CTI(1) PR=CTI(2) g2=YM/(1.0+PR) g=0.5*g2 C davg=(-STRAIN(1)-STRAIN(2)-STRAIN(3))*C1D3 p=-davg*YM/(1.0-2.0*PR) C STRESS(1)=p+g2*(STRAIN(1)+davg) STRESS(2)=p+g2*(STRAIN(2)+davg) STRESS(3)=p+g2*(STRAIN(3)+davg) STRESS(4)=g*STRAIN(4) STRESS(5)=g*STRAIN(5) STRESS(6)=g*STRAIN(6) C RETURN * * *
执行第二段程序
I N S E R T U S E R - S U P P L I E D M A T E R I A L F O R C O D I N G 3 - D S O L I D E L E M E N T S E L A S T I C
L I N E A R
定义STRESS与STRAIN的关系
执行第四段程序
I N S E R T
U S E R - S U P P L I E D
C O D I N G
PRINT HEADING AND ELEMENT NUMBER (略)
结果输出控制： 采用例子中的程序即可，一般无需改动。
程序结束
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例题：线弹性材料开发
材料参数在ADINA AUI中输入，采用ADINA的User－Supplied材料模式；对应于用户 定义程序，则CTI（1）＝2e11赋值到YM，CTI（2）＝0.3赋值到PR；
形成材料矩阵 如果开发非线性弹性材料不需改动； 如果开发塑性、粘塑性、混凝土则部分参数需要改动；
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C*I C*I C
K E Y = 4 PRINTING OF ELEMENT RESPONSE ( PRINT STRESS(6),STRAIN(6) )
4 CONTINUE C*I C C C RETURN END * * *
Appendix 1 用户自定义材料本构
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主要内容
开发环境 子程序及入口条件 材料本构子程序及求解输入文件描述 举例说明Duncan & Chang E－B模型的二次开发过程 ADINA用户开发特征的未来发展计划
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开发环境
ADINA8.1版本的开发环境为Compaq Visual Fortran 6.6A;
变量声明： 采用ADINA开发实例中的变量声明即可。
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例题：线弹性材料开发
C GO TO (1,2,3,4), KEY C*I C*I C*I C*I C*I C*I C*I 1 CONTINUE C*I DO 11 I = 1,LGTH1 11 ARRAY(I) = 0.0 DO 12 I = 1,LGTH2 12 IARRAY(I) = 0 C RETURN 亚得科技－ADINA中国 初始化两个数组，用于存放历 史变量（ADINA在后处理时像位 移、应力等变量显示这些数值 ），LGTH1和LGTH2是在AUI中输 入的整数，有缺省值。 执行第一段程序 INITIALIZE COMPONENTS OF REAL AND INTEGER WORKING ARRAYS ( INITIALIZE ARRAY(60) AND IARRAY(2) ) K E Y = 1 将整个程序分为四段
c c c c c c strain(1)= strain(2)= strain(3)= strain(4)= strain(5)= strain(6)=
AUI输入参数
εx应变 εy应变 εz应变 εxy应变 εyz应变 εzx应变
C CTDD(98）=… c c C CTI(1)=young's modulus CTI(2)=poisson's ratio CTI(n) =…
C ...................................................................... C . C . C . C . C . C . YM PR YOUNG'S MODULUS (INPUT) POISSON'S RATIO (INPUT) ADDITIONAL VARIABLES: . . . . . .
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3 CONTINUE C*I C * * *
执行第三段程序
I N S E R T U S E R - S U P P L I E D C O D I N G
ELASTIC CONSTITUTIVE MATRIX YM=CTI(1) PR = CTI(2) DO 315 I = 1,6 DO 315 J = 1,6 315 D(I,J) = 0.D0 CM = YM/(1. - 2.*PR) AE = (1. + PR)/YM CP = AE CP = 1./CP C11 = (CM + 2.*CP)/3. C12 = (CM - CP)/3. D(1,1) = C11 D(1,2) = C12 D(1,3) = C12 D(2,2) = C11 D(2,3) = C12 D(3,3) = C11 D(4,4) = 0.5*CP D(5,5) = D(4,4) D(6,6) = D(5,5) DO 320 I = 1,3 DO 320 J = I,3 320 D(J,I) = D(I,J) RETURN
方式是通过ADINA（对所有用户）提供的Makefile自动进行链接各个*.f（20 余个实例文件）文件生成动态链接库文件，针对不同的求解器开发，提供不 同的Makefile文件，包括：
ADINA模块：adusr.dll ADINA-T模块：atusr.dll ADINA-F模块：afusr.dll ADINA-FSI模块：adfusr.dll ADINA-TMC模块：adtusr.dll
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开发过程
将用户自定义的本构代替*.f中的相关本构描述; ADINA提供两种本构示例Fortran文件，一类是0vl3*.f文件，用于2D模型单元 的本构；一类是0vl4*.f文件，用于2D模型单元的本构； 编辑Makefile.adusr文件，修改其中的参数： MAT2D_OBJ = ovl30u_pl1.obj （2D模型） MAT3D_OBJ = ovl40u_pl1.obj （3D模型） 编译过程： Cd D:\adina80\adina ...\DF98\bin\dfvars nmake /f makefile.asusr 则生成新的动态链接库文件，即adusr.dll。
C c c c c
常用的其它参量
TIME = 当前时间 DT = 当前时间步长 TEMP1 = 当前温度
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结构本构开发出口条件
求解变量
STRESS(1)= σ xx STRESS(2)= σ yy STRESS(3)= σ zz STRESS(4)= σ xy STRESS(5)= σ xz STRESS(6)= σ yz
ADINA正在计划将常用的开发特征如材料本构的开发、单元特性开发、 施加载荷开发进行重新设计，只需要用户提供描述本构或单元的核心语 句即可，其它工作ADINA自动处理。届时，用户在ADINA基础上进行核心 部分的开发过程将更加简单、高效。
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开发过程
在ADINA AUI界面中采用User-Supplied模式，并输入其中的参数，这些参 数与ADINA子程序中的变量一一对应，用于材料本构的计算； 常用参数如：
LGTH1 LGTH2
CTD（99） CTI（99）
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结构本构开发入口条件
已知参数
C IMPLICIT DOUBLE PRECISION ( A-H,O-Z ) DIMENSION IA(*),A(*) REAL A DIMENSION STRESS(6),STRAIN(6),DEPS(6),D(6,6),EPS(6) DIMENSION DEPST(6),THSTR1(6),THSTR2(6) DIMENSION PHIST(3,3),PRST(3),DPSP(6),TGRAD(3) DIMENSION ARRAY(*),IARRAY(*) DIMENSION CTD(98),CTDD(98),CTI(99),SCP(99) DIMENSION DP(6,6) DIMENSION RN(3,3) DIMENSION NODNUM(*),XYZ(3,*) DIMENSION DPJE1D(6),DPJE2D(6,6) DIMENSION STDEV(6),EDP(6),TOLER(2) DIMENSION EPR(6),DPLAST(6) SAVE AE,BK,XLMBDA,DFPL,EDP,EFST,EP,DCOEF DATA TOL1 / 1.E-2 / DATA C1D3 / .33333333333333D0 / DATA C2D3 / .66666666666666D0 / DATA XVUFL/ 1.D-300/ TOLER(1)=TOL1 TOLER(2)=XVUFL C
C ......................................................................
程序中的注释部分： 一般程序中主要使用的中间变量给予说明； 如上面说明YM在程序中代表弹性模型；PR代表波松比；
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例题：线弹性材料开发