ABAQUS子程序

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浅谈ABAQUS用户子程序

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]¡C

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

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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。

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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 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