第 章 ABAQUS用户材料子程序二次开发及应用

各个楼层及内容索引2-------------------------------------什么是UMAT3-------------------------------------UMAT功能简介4-------------------------------------UMAT开始的变量声明5-------------------------------------UMAT中各个变量的详细解释6-------------------------------------关于沙漏和横向剪切刚度7-------------------------------------UMAT流程和参数表格实例展示8-------------------------------------FORTRAN语言中的接口程序Interface9-------------------------------------关于UMAT是否可以用Fortran90编写的问题10-17--------------------------------Fortran77的一些有用的知识简介20-25\30-32-----------------------弹塑性力学相关知识简介34-37--------------------------------用户材料子程序实例JOhn-cook模型压缩包下载38-------------------------------------JOhn-cook模型本构简介图40-------------------------------------用户材料子程序实例JOhn-cook模型完整程序+david详细注解[欢迎大家来看看,并提供意见,完全是自己的diy的,不保证完全正确,希望共同探讨,以便更正,带"?"部分,还望各位大师\同仁指教]1 什么是UMAT1.1 UMAT功能简介[-摘自庄茁老师的书UMAT子程序具有强大的功能，使用UMAT子程序：(1)可以定义材料的本构关系，使用ABAQUS材料库中没有包含的材料进行计算，扩充程序功能。

Abaqus 使用FQA:Q: abaqus的图形如何copy?A: file>print>file格式为png，可以用Acdsee打开。

Q: 用Abaqus能否计算[Dep]不对称的问题?A: 可以，并且在step里面的edit step对话框other里面的matrix solver有个选项。

Q: 弹塑性矩阵【D】与ddsdde有何联系?A: stress=D*stran；d(stress)=ddsdde*d(stran)。

Q: 在abaqus中，如果采用umat,利用自己的本构，如何让abaqus明白这种材料的弹塑性应变，也就是说，如何让程序返回弹性应变与塑性应变，好在output中输出，我曾想用最笨地方法，在uvarm中定义输出，利用getvrm获取材料点的值，但无法获取增量应力，材料常数等，研究了帮助中的例子，umatmst3.inp,umatmst3.for,他采用mises J2 流动理论，我在output history 显示他已进入塑性状态，但他的PE仍然为0！！?A: 用uvar( )勉强成功。

Q: 本人在用umat作本构模型时，*static,1,500,0.000001,0.1 此时要求的增量步很多，即每次增量要很小，*static1,500 时，在弹性向塑性过度时，出现错误，增量过大，出现尖点.?A: YOU CAN TRY AS FOLLOWS:*STEP,EXTRAPOLA TION=NO,INC=2000000*STA TIC0.001,500.0,0.00001,0.1。

Q: 模型中存在两个物体的接触，计算过程中报错，怎么回事?A: 接触问题不收敛有两个方面不妨试试：一、在*CONTACT PAIR 里调试ADJUST参数；二、调一些模型参数，比如FRICTION等。

Q: 在边界条件和加载时，总是有initial这个步，然后是我们自己定义的加载步，请问这个initial步,主要作用是什么？能不能去掉？A: 不能去掉,所有的分析都有,是默认的步。

Abaqus⼆次开发介绍ABAQUS提供了两种⼆次开发的接⼝，⼀是⼦程序接⼝（user subroutine），⼀种是脚本接⼝（Abaqus scripting interface），Abaqus的脚本语⾔是在python语⾔的基础上进⾏的定制开发，它扩充了python的对象模型和数据类型，使Abaqus脚本接⼝的功能更加强⼤，⼀般来说，Abaqus脚本接⼝可以实现以下功能①创建、修改ABAQUS模型中的属性，如部件、材料、荷载和分析步等②创建、修改和提交分析作业③读取和写⼊ABAQUS输出数据⽂件④查看分析结果Abaqus中python脚本的通信关系如下图所⽰从图中可以看出，ABAQUS可以通过三种⽅式运⾏脚本⽂件（1）GUI。

Abaqus在采⽤GUI进⾏建模的同时，会⽣成⼀个rpy格式的脚本⽂件。

当然，也可以通过macro管理器录制⼀段宏命令（2）命令⾏。

在abaqus CAE界⾯底端的命令⾏键⼊python命令，点击回车后即可⾃动运⾏。

（3）编辑脚本⽂件。

预先编辑好脚本⽂件，在start session 对话框或者file按钮⾥选择run script运⾏脚本。

也可以在ABAQUS command窗⼝中键⼊命令运⾏脚本Abaqus cae script=myscript.pyAbaqus cae startup=myscript.py启动CAE界⾯并运⾏脚本Abaqus viewer script=myscript.pyAbaqus viewer startup=myscript.py启动Viewer并运⾏脚本Abaqus cae noGUI=myscript.pyAbaqus viewer noGUI=myscript.py不启动CAE或者Viewer运⾏脚本此外，ABAQUS也提供了⼀个python编译器，可以通过file→abaqus pde运⾏详细的python命令，⼤家可以通过帮助⽂件中的Abaqus Scripting Reference Guide进⾏查看。

ABAQUS二次开发基础第9章知识要点：ABAQUS 二次开发基础; ; ; ;ABAQUS 二次开发概述 ABAQUS 用户子程序接口 ABAQUS 用户子程序介绍应用举例本章导读：本章主要介绍了大型有限元软件 ABAQUS 二次开发的基本情况，主要包括：ABAQUS 二次开发概述、ABAQUS 用户子程序接口、ABAQUS 用户子程序介绍等，最后给出两个算例，介绍采用ABAQUS 进行二次开发以及建立ABAQUS 主程序与用户子程序之间口的基本过程。

9.1 ABAQUS 二次开发概述随着计算技术和计算机的快速发展，有限元软件的发展速度迅速，功能日渐强大。

目前国际上被广泛采用的通用有限元软件有 ANSYS、MSC、ABAQUS 等。

利用商业软件进行计算现在已是科学研究中的一项重要手段。

由于工程问题的千差万别，不同的用户有不同的专业背景和发展方向，通用软件不免在具体的专业方面有所欠缺，针对这些不足，大部分的通用软件都提供了二次开发功能，以帮助用户减少重复性的编程工作、提高开发起点、缩短研发周期、降低开发成本，并能简化后期维护工作，给用户带来很多方便。

基于通用软件平台进行开发，是目前研究的一个重要发展方向。

ABAQUS 也提供了若干用户子程序（User Subroutines）接口，它是一个功能非常强大且适用的分析工具，与命令行的程序格式相比，用户子程序的限制少得多，从而使用更加灵活方便。

ABAQUS 不仅提供标准的有限元分析程序，而且具有良好的开放性，可利用它提供的用户子程序接口生成非标准的分析程序来满足用户的需要，在实际工程中得到广泛应用。

ABAQUS 允许用户通过子程序以代码的形式来扩展主程序的功能，并给用户提供了强大而又灵活的用户子程序接口和应用程序接口（Utility Routine），ABAQUS 共有 42 个用户子程序接口，15 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值交换等等。

引用格式:Z h a n g J i a n g s u,L iX u d o n g．A p p l i c a t i o no fA B A Q U SS e c o n d a r y D e v e l o p m e n t i n M i c r o s t r u c t u r a lC a lＧc u l a t i o no fM a t e r i a l s[J]．J o u r n a l o fG a n s uS c i e n c e s,２０２０,３２(３):３４Ｇ３９．[张江溯,李旭东．A B A Q U S二次开发在材料微结构计算中的应用[J]．甘肃科学学报,２０２０,３２(３):３４Ｇ３９．]d o i:１０．１６４６８/j．c n k i．i s s n１００４Ｇ０３６６．２０２０．０３．００７．A B A Q U S二次开发在材料微结构计算中的应用张江溯,李旭东(兰州理工大学省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室,甘肃兰州㊀７３００５０)摘要㊀基于V o r o n o i图基本原理,通过编写P y t h o n语言在A B A Q U S中构造出三维多晶体微结构几何模型.利用A B A Q U S/C A E内嵌的G U I插件开发辅助工具R S G对话框构造器,定制合理的参数对话框,编写内核P y t h o n程序开发出材料微结构前处理建模插件P o l y c r y s t a lT o o l k i t,利用该插件可以快速构造微结构几何模型并赋予晶体学取向.采用该方法建立的有限元模型结合大型仿真软件A B A Q U S分别对２种任意取向下的圆柱多晶体进行扭转变形模拟.结果表明:通过编写P y t h o n语言生成的V o r o n o i多晶模型可以很好地描述实际多晶体变形过程中内部变形的不均匀性,验证了模型及插件的有效性,为以后织构演化行为的研究提供了有利的建模基础.关键词㊀P y t h o n语言;G U I插件;材料微结构;晶体学取向;二次开发中图分类号:T P３９１．９㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:１００４Ｇ０３６６(２０２０)０３Ｇ００３４Ｇ０６㊀㊀如今随着工程问题复杂程度的日益增加,人们对材料的性能有了更高的要求,而材料的性能很大程度上由材料的微观组织结构所决定[１].由于计算机科学技术迅速发展使得材料微结构计算已成为人们的研究热点,其采取的主要手段就是数值材料技术㊁数字材料技术以及虚拟现实技术.它是从材料微观结构的几何状态㊁取向状态和物性状态３个角度来研究科学问题,揭示微观组织结构内在规律[２].对于金属材料变形的研究来说,构造多晶体的微观结构尤为重要[３],它的建立是有限元模拟仿真分析的前提.它不同于宏观建模,在建立微观模型的过程中需要考虑更多的特征因素,比如晶粒大小㊁几何结构㊁分布特征以及晶体取向等[４Ｇ５],建立准确的多晶体有限元模型对于研究多晶体的内部变形以及微观组织演变行为有着重要意义.A B A Q U S作为国际通用的有限元仿真软件之一,它自身具备的二次开发接口有着强大的建模优势,可以通过编写接口脚本语言实现各种复杂几何结构的可视化[６].同时也可以根据用户自身的需求进行前后处理的开发.１㊀A B A Q U S实现V o r o n o i多晶体几何模型１．１㊀V o r o n o i图基本原理V o r o n o i图最早是由俄罗斯数学家G e o r g y F eＧd o s e e v i c e V o r o n o i提出的,并在１９０８年对n维V o r o n o i图作了相关的定义[７].伴随着科学技术的不断发展,大规模的数学计算成为可能,因此V o r o n o i图被广泛地用于地理学㊁气象学㊁结晶学㊁图像处理㊁微结构模拟和城市规划等一些复杂的问题的处理中[８].二维V o r o n o i定义如下:令S属于平面内包含有n个任意分布的点集合,即S＝{p１,p２, ,p n},设㊀V(p i)＝ɘiʂj{p|d(p,p i)＜d(p,p j)},i,j＝１,２,３, ,n(１)其中:d(p,p i)表示p和p i两者之间的欧几里得距离,像这样的V(p i)就被称为点p i的V o r o n o i结构.由定义可知,V o r o n o i图实质上就是对某一特定空间进行剖分,并由空间剖分后的多边形构成,在每第３２卷㊀第３期２０２０年６月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀甘肃科学学报J o u r n a l o fG a n s uS c i e n c e s㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀V o l．３２㊀N o．３J u n．２０２０收稿日期:２０１９Ｇ０２Ｇ２２;修回日期:２０１９Ｇ０３Ｇ１８作者简介:张江溯(１９９２Ｇ),男,陕西榆林人,硕士研究生,研究方向为材料微结构计算.EＧm a i l:z j s_４８１０＠１６３．c o m一个多边形的区域内都存在与之对应的目标点,即该区域的发生元,在此多边形所在的区域内每一点到相对应目标点的距离要比到其他点的距离都近.三维V o r o n o i模型和二维模型原理相同,只是三维V o r o n o i 模型的种子点布置的空间为三维空间.１．２㊀P y t h o n与A B A Q U SA B A Q U S作为国际公认的大型通用非线性有限元软件之一,随着A B A Q U S应用领域及用户的不断拓展,软件自身提供的功能往往不能满足一些特殊的使用要求.为了进步满足不同用户在软件使用过程中不断产生的新需求,A B A Q U S软件为用户提供了开放的二次开发接口[９],其中包括基于P y t h o n语言的脚本接口,主要是能够方便用户根据自身的需求开发前后处理工具或复杂模型的建立等工作.１．３㊀多晶体微结构设计实例(１)基于V o r o n o i图的多晶体几何模型构造㊀多晶体材料微观结构的复杂性和多样性使得我们对多晶体微观组织进行研究变得更加困难,而且要再现真实的多晶体材料的微结构必须要体现实际多晶体微观模型的分布特点㊁几何构型㊁晶粒尺寸以及晶粒的形状.采用V o r o n o i图的多晶建模可以较好地描述晶粒的内部变形情况.此外V o r o n o i图还可以利用种子分布的随机性来控制多晶体的形态,同时还可人为控制晶粒晶体学取向的分布,基于上述V o r o n o i图的建模优点,采用V o r o n o i原理借助P yＧt h o n语言来建立多晶体几何模型.它的主要操作过程如下:①首先在指定空间范围内生成一系列均匀分布的种子点,然后对其进行随机扰动,扰动程度由参数e来控制;②将生成的种子点存入列表x y z[]中,然后利用函数a r r a y()将该列表转换为数组,并将数组带入函数V o r o n o i()中;③利用属性r i d g e_v e r t i c e s 输出一系列边界面上顶点的序号,通过F o r i n循环遍历所有顶点并去除无限远的顶点,只保留有限范围内的顶点,然后在该范围内,把顶点的序号转换为顶点的实际坐标值;④由于多边形边线要首尾相连,所以在尾部再附加上第一个顶点,将生成的V o r o n o i数据信息存入文档中备用;⑤在A B A Q U S环境下通过P y t h o n脚本接口读取上面所得到的数据,并存放于多级列表中,以供后续程序调用;⑥利用W i r e P o l y L i n e命令得到多面体各个面的边,然后使用C o v e r E d g e s命令将已生成的边组合成面;(７)利用A d d C e l l s命令从壳体生成实体,将各个多面体加入装配体实例,此时得到一个完整的V o r o n o i多晶几何模型,如图１所示.图１㊀A B A Q U S中生成V o r o n o i多晶几何模型F i g．１㊀V o r o n o i p o l y c r y s t a l l i n e g e o m e t r y m o d e l g e n e r a t e di nA B A Q U S(２)晶界模型㊀当进行多晶体材料微结构计算的时候,一般情况下忽略晶界,视其厚度为０,只有当晶粒尺寸非常小时,才会考虑晶界的厚度,因为晶界会影响到材料的整体性能,所以也要对晶界模型进行合理设计.研究根据已经生成的多晶体微结构几何模型,通过编写P y t h o n程序,在原来体积大小的多晶体基础上,对每个晶粒各个面偏移一定距离,让晶粒之间产生一定距离的缝隙,从而实现了晶界模型的可视化.在完成偏移操作后,将所有晶粒装配起来,然后与预先建立好的立方体进行布尔差操作,最终得到晶界的几何模型,整个过程如图２所示.图２㊀晶界的模拟过程F i g．２㊀S i m u l a t i o n p r o c e s s o f t h e c r y s t a l b o u n d a r y ５３㊀第３２卷㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀张江溯等:A B A Q U S二次开发在材料微结构计算中的应用㊀㊀将偏移后得到的微结构几何模型和构造出的晶界模型进行装配,则完成对具有晶界微结构的仿真.利用上述方法构造得到的由８００个晶粒所组成的多晶体微观组织结构如图３所示,这为以后研究晶界对材料性能的影响以及晶界效应等提供了有利的建模基础.图３㊀含晶界的多晶体微结构模型F i g ．３㊀P o l y c r ys t a l l i n em i c r o s t r u c t u r a lm o d e l w i t h c r y s t a l b o u n d a r y２㊀多晶体材料微结构设计平台前处理开发２．１㊀G U I 工作原理A B A Q U S 软件的图形用户界面G U I 基于A B A Q U SG U IT o o l k i t ,交互性好,易于用户理解.A B A Q U S 人机交互功能是通过A B A Q U S /C A E 中２个各自独立的执行程序K e r n e l 与G U I 之间互相通信完成的交互[１０].A B A Q U S 有限元分析通过图形用户界面G U I向用户提示操作步骤,用户使用G U I 创建模型并显示处理结果.用户进行任何操作,A B A Q U S /C A E 都会在内部传递消息,并将结果反馈在用户所建立的模型上.A B A Q U S /C A E 中K e r n e l 和G U I 之间的交互工作原理如图４所示[１１].再进行G U I 二次开发时,用户在G U I 用户界面输入信息,内核程序采集用户输入并进行相应操作,并反馈结果.因此在开发时,G U I 界面设置文件㊁内核程序文件㊁G U I 与内核程序的通信文件都必不可少.图４㊀A B A QU S 内部G U I 与K e r n e l 的命令交互流程F i g ．４㊀I n t e r a c t i o n f l o wc h a r t o f c o m m a n d s o fG U I a n dK e r n e l i n s i d e t h eA B A QU S ㊀㊀基于上述开发G U I 插件的原理,通过定制合理的参数对话框,编写内核P y t h o n 程序开发出材料微结构前处理建模多功能插件,大大提高了前处理建模效率.２．２㊀插件P o l y c r ys t a l T o o l k i t 的开发流程为了能够更好地表征多晶体内部晶向的排布方６３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀甘肃科学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年㊀第３期式,需要为每个晶粒赋予晶体学取向,而多晶体材料细观模型的结构比较复杂,手动对其进行操作时需要反复切换模块㊁点击按钮等,过程繁琐,耗时费力.为了能够有效提高前处理建模效率,基于A B A Q U S /C A E 内嵌的G U I 插件开发辅助工具R S G 对话框构造器,定制合理的参数对话框,编写内核P y t h o n 程序开发出了材料微结构前处理建模插件P o l y c r y s t a lT o o l k i t .该插件主要功能如下:(１)实现自动赋予不同类型的晶体学取向,包括赋予任意取向㊁相同取向以及任意和指定取向.(２)支持晶体学取向的自动替换,替换方式有３种:①替换所有晶粒的晶体学取向;②替换指定晶粒的晶体学取向;③替换除了指定晶粒外剩余晶粒的晶体学取向.(３)可以构造指定晶界厚度的微观组织结构.(４)实现批量为每个晶粒赋予材料属性.(５)支持晶粒的缩放.(６)批量为每个晶粒创建集合.该插件程序开发流程如图５所示.插件P o l y c r ys t a lT o o l k i t 是由３个代码文件以及２个．p n g 格式的图片文件组成,文件包括:注册文件(P o l y c r y s t a l _p l u g i n ．p y )㊁图形界面文件(P o l yＧc r y s t a l D B ．p y )㊁内核执行文件(P o l y c r y s t a l ．p y )㊁多晶体晶界模型示意图(G r a i nb o u n d a r y m o d e l ．p n g )和赋予晶体学取向后多晶体的示意图(O r i e n t a t i o nm o d e l ．p n g).将以上５个文件存入文件夹并复制到A B A Q U S 工作目录或者A B A Q U S 安装目录下的a b a q u s _p l u gi n s 文件夹内,重新启动A B A Q U S /C A E 主界面,就可以在 P l u g Ｇi n s 下的子菜单中找到名为P o l y c r y s t a lT o o l k i t 的插件,点击该菜单之后,则会进入通过编写内核脚本自定义图形界面,如图６所示.图５㊀多晶体微结构前处理建模插件程序开发流程F i g ．５㊀P o l y c r y s t a l l i n em i c r o s t r u c t u r e p r e Ｇp r o c e s s i n g m o d e l i n gp l u g Ｇi n p r o g r a md e v e l o pm e n t f l o wc h a rt 图６㊀多晶体微结构前处理建模插件F i g ．６㊀P o l y c r y s t a l l i n em i c r o s t r u c t u r e p r e Ｇp r o c e s s i n g m o d e l i n gp l u gＧi n ３㊀数值计算３．１㊀有限元模型的建立为了验证上述微结构建模方法的有效性和准确性,基于有限元仿真软件A B A Q U S 分别对２种任意取向下的圆柱多晶体模型一端施加扭矩,进行模拟,对比研究了多晶体应力分布情况及内部变形规律.首先通过设定参数并在A B A Q U S 中运行插件７３㊀第３２卷㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀张江溯等:A B A Q U S 二次开发在材料微结构计算中的应用构造出晶粒总数为４００的多晶体圆柱模型A ,并为其赋予了任意方向的晶体学取向.同理,借助插件中替换取向的功能来替换模型A 的晶体学取向得到模型B ,使用文献[５]中晶体材料塑性本构关系,且网格单元类型均为C ３D ４.３．２㊀结果分析扭转变形后的多晶体模型A 和多晶体模型B 应力分布云图如图７所示.观察图７可以看出,多晶圆柱表面出现明显的凹凸现象,应力分布呈现出极度不均匀现象.这一现象主要是由当地微观组织结构的几何结构以及初始取向的随机分布造成的,而且最大应力都处于晶粒边界的位置,这是因为多晶体在受载变形的过程中,使得晶粒之间发生相互作用,所以在晶界处容易产生应力集中.图７㊀扭转变形后的模型应力分布云图F i g ．７㊀M o d e l s t r e s s d i s t r i b u t i o n c l o u dm a p af t e r t o r s i o n a l d e f o r m a t i o n ㊀㊀图８为A ㊁B２个模型扭转变形后的纵截面图,显而易见,多晶体的变形过程非常复杂.另外,图８(a )和图８(b )中相同晶粒的变形量是明显不一样的,而且同一晶粒越靠近多晶体表面其变形差异越明显.综上所述,变形中的多晶体微观组织演化的复杂程度不但取决于晶粒的初始取向,还与晶粒之间的相互作用有关.结合上述现象与文献[５]的模拟结果,对比可知其变形规律基本一致,充分验证了图８㊀多晶体内纵截面变形图F i g ．８㊀P o l y c r y s t a l l i n e i n n e r l o n gi t u d i n a l s e c t i o nd e f o r m a t i o n p a t t e r n 该种微结构设计方法的有效性.４㊀结论借助A B A Q U S 的二次开发接口,编写P yt h o n 语言构造出了基于V o r o n o i 图的多晶体微结构模型以及前处理平台的设计,并采用该方法建立有限元模型结合仿真软件A B A Q U S 分别对２种任意取向下的圆柱多晶体进行变形模拟,得到如下结论:(１)通过编写P y t h o n 语言生成的V o r o n o i 多晶模型可以很好地描述实际多晶体变形过程中内部变形的不均匀性,验证了模型的有效性.(２)利用P yt h o n 语言编写内核脚本程序,开发出的前处理插件P o l y c r y s t a lT o o l k i t 能够有效提高材料微结构前处理建模效率,为以后的织构演化行为研究提供了有利的建模基础.参考文献:[１]㊀张赋,李旭东．金属基复合材料微观组织结构的计算机模拟[J ]．中国有色金属学报,２０１４,２４(１):９７Ｇ１０３．[２]㊀李旭东．让虚拟等于现实 Ⅱ:虚拟现实技术的应用[C ]//大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会学术年会,深圳,２００７．[３]㊀陆璐,王照旭,王辅忠,等．塑性有限元法在金属轧制过程中组织演化模拟进展[J ]．材料导报,２０１３,２７(３):１３８Ｇ１４２．[４]㊀K u m a r S ,K u r t z SK ,A ga r w a l aV K．M i c r o Ｇs t r e s sD i s t r ib u t i o n w i t h i nP o l yc r y s t a l l i n eA g g r e ga t e [J ]．A c t a M e c h a n i c a ,１９９６．１１４(１Ｇ４):２０３Ｇ２１６．[５]㊀汪凯,陈永进,冉春,等．基于多晶体塑性模型的纯铜轧制有限元模拟[J ]．热加工工艺,２０１３,４２(１３):１１５Ｇ１１８．[６]㊀谢瑞敏,王雪军．基于P yt h o n 的A B A Q U S 二次开发应用[J ]．中国水运(下半月),２０１７,(１０):７７Ｇ７９．８３㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀甘肃科学学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀２０２０年㊀第３期[７]A u r e n h a mm e rF ．V o r o n o iD i a g r a m s :A S u r v e y ofa F u n d a Ｇm e n t a lG e o m e t r i cD a t aS t r u c t u r e [J ]．A c m C o m p u t i n g Su r Ｇv e ys ,１９９１,２３(３):３４５Ｇ４０５．[８]㊀司良英,邓关宇,吕程,等．基于V o r o n o i 图的晶体塑性有限元多晶几何建模[J ]．材料与冶金学报,２００９,８(３):１９３Ｇ１９７．[９]㊀W uY L ,F e n g L ,Q i a o H X ,e ta l ．A p p l i c a t i o n M a n a ge m e n t a n dS e r v i c eP l a tf o r mf o rS e c o n d a r y D e v e l o p m e n to fA b a q u s [J ]．C o m p u t e rA i d e dE ng i n e e r i n g ,２０１５,２４(２):６７Ｇ７１．[１０]㊀贾利勇,富琛阳子,贺高,等．A b a q u sG U I 程序开发指南[M ]．北京:人民邮电出版社,２０１６．[１１]㊀周兰．A B A Q U S 二次开发技术在编织型材料微结构设计中的应用[D ]．兰州:兰州理工大学,２０１０．A p p l i c a t i o no fAB A Q U SS e c o n d a r y D e v e l o pm e n t i n M i c r o s t r u c t u r a l C a l c u l a t i o no fM a t e r i a l sZ h a n g J i a n g s u ,L iX u d o n g(S t a t eK e y L a b o r a t o r y o f A d v a n c e dP r o c e s s i n g a n dR e c y c l i n g o f No n ＧF e r r o u sM e t a lM a t e r i a l ,L a n z h o uU n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,L a n z h o u７３００５０,C h i n a )A b s t r a c t ㊀B a s e do nt h eb a s i c p r i n c i p l e so fV o r o n o i d i a g r a m ,a g e o m e t r i c m o d e l o f t h e t h r e e Ｇd i m e n s i o n a l m u l t i c r y s t a lm i c r o s t r u c t u r ew a s c o n s t r u c t e d i nA B A Q U Sb y w r i t i n g P y t h o n l a n g u a g e ．B y u s i n g R S Gd i a l o gb o xc o n s t r u c t o r ,a k i nd o f a u x i l i a r y t o o l f o r t he d e v e l o p m e n t o fG U I p l u g Ｇi n e m b e d d e d i nA B A Q U S /C A E ,t h e r e a s o n a b l e p a r a m e t e r d i a l o g b o xw a s c u s t o m i z e d a n d t h ek e r n e l P y t h o n p r o g r a m w a sw r o t e t od e v e l o pt h em a t e r i a lm i c r o s t r u c t u r e p r e Ｇp r o c e s s i n g m o d e l i n gp l u g Ｇi nP o l y c r y s t a lT o o l k i t ,w h i c hc o u l db eu s e dt o q u i c k l y c o n s t r u c tm i c r o s t r u c t u r a l g e o m e t r y m o d e l s a n d p r o v i d ew i t h c r y s t a l l o g r a p h y or i e n t a t i o n ．T h e f i n i t e e l e m e n tm o d e l e s t a b l i s h e dw i t h t h i sm e t h o dw a s c o m b i n e dw i t h t h e l a r ge s i m u l a t i o n s of t w a r eA B A Q U S t o r e s p e c t i v e l y s i m u l a t e t h e t o r s i o n a l d e f o r m a t i o n o f c y l i n d r i c a l p o l y c r y s t a l sw i t h t w o k i n d s o f a r b i t r a r y o r i e n Ｇt a t i o n s ．h e r e s u l t s s h o wt h a t t h eV o r o n o i p o l y c r y s t a l l i n em o d e lg e n e r a t e db y th e p r o g r a mmi n g o fP y t h o n l a n g u a g e c a n w e l ld e s c r i b et h eu n e v e n n e s so f i n t e r n a ld e f o r m a t i o ni nt h ea c t u a l p o l y c r y s t a ld e f o r m a t i o n p r o c e s s ,a n dv e r i f y t h e v a l i d i t y o f t h em o d e l a n d p l u g Ｇi n ,w h i c hw i l l p r o v i d e a f a v o r a b l em o d e l i n g b a s i s f o r t h e s t u d y o f t h e t e x t u a l e v o l u t i o nb e h a v i o r i n t h e f u t u r e ．K e y wo r d s ㊀P y t h o n l a n g u a g e ;G U I p l u g Ｇi n ;M a t e r i a lm i c r o s t r u c t u r e ;C r y s t a l l o g r a p h y o r i e n t a t i o n ;S e c o n d a r y d e v e l o pm e n t ９３㊀第３２卷㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀张江溯等:A B A Q U S 二次开发在材料微结构计算中的应用。

(完整word版)ABAQUS二次开发教程编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整word版)ABAQUS二次开发教程）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。

本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整word版)ABAQUS二次开发教程的全部内容。

ABAQUS（Python语言）二次开发人生苦短，我用Python作者：Fan ShengbaoPython2。

72017年12月目录第一章Python程序基本语法................................................................................1。

1 ....................................................................................... P ython语法结构1。

2 ............................................................................................... P ython元组1.3Python列表 ................................................................................................1.4Python字典 ................................................................................................1。

《ABAQUS用户材料子程序开发及应用》篇一一、引言ABAQUS是一款功能强大的工程仿真软件，广泛应用于各种工程领域。

其中，用户材料子程序（User-Defined Material Subroutines）的开发是ABAQUS使用中的一个重要环节。

通过用户材料子程序，用户可以根据自己的需求定义材料的本构关系、失效准则等，以更准确地模拟材料的力学行为。

本文将介绍ABAQUS用户材料子程序的开发过程及其应用。

二、ABAQUS用户材料子程序开发1. 需求分析在开发ABAQUS用户材料子程序之前，首先需要进行需求分析。

这包括明确模拟的目的、材料的性质以及所需的本构关系和失效准则等。

通过需求分析，可以确定需要编写的用户材料子程序的类型和功能。

2. 编写用户材料子程序根据需求分析的结果，编写相应的用户材料子程序。

ABAQUS提供了多种编程语言接口，如Fortran、C++等，用户可以根据自己的编程习惯选择合适的编程语言。

在编写用户材料子程序时，需要遵循ABAQUS的编程规范和语法要求。

3. 测试与验证编写完用户材料子程序后，需要进行测试与验证。

这包括对子程序的编译、链接以及在ABAQUS中的加载和运行。

通过对比模拟结果与实际实验数据，验证子程序的正确性和准确性。

如果发现错误或偏差，需要对子程序进行修改和优化。

三、ABAQUS用户材料子程序的应用1. 金属材料的模拟ABAQUS用户材料子程序可以用于模拟金属材料的力学行为。

例如，通过定义金属的本构关系和失效准则，可以模拟金属在拉伸、压缩、弯曲等不同条件下的力学行为。

这有助于研究金属的塑性变形、断裂等行为，为金属材料的性能评估和优化提供依据。

2. 复合材料的模拟ABAQUS用户材料子程序还可以用于模拟复合材料的力学行为。

复合材料由多种材料组成，具有复杂的力学性质。

通过定义复合材料的本构关系和失效准则，可以更准确地模拟复合材料在各种条件下的力学行为。

这有助于研究复合材料的性能优化和应用。

ABAQUS软件二次开发及在结构分析中的应用蒋雨升　史治宇(南京航空航天大学航空宇航学院,南京,210016)摘要:本文介绍了A BA Q U S二次开发的四种形式以及图形用户界面的工作原理,具体阐述了定制界面的设计思路和整个分析流程,并将定制界面集成到ABA QU S插件菜单下,更突显了二次开发的便捷性、优越性,为A BA Q U S后处理二次开发做好了准备。

管路系统纷繁复杂,设计时几经修改,重复计算量很大。

本文针对这一特殊问题,基于A BA Q U S,利用其二次开发接口语言Py thon开发出定制的用户图形界面,从而很好地完成了结构分析任务,并且减轻了设计人员的工作量,缩短了管路系统设计周期。

关键词:A BA QU S;二次开发;G U I;Py thon语言引 言ABAQ US是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一[1]。

作为一套功能强大的工程模拟有限元软件,ABAQU S可以完成系统级的分析和研究,特别是能够驾驭非常庞大复杂的问题和模拟高度非线性问题,而其丰富的单元库也为特殊系统提供了特别的单元以更好的模拟实际结构。

同时,软件本身提供了二次开发接口,采用十分简捷,清晰,成熟的可扩充性语言Python作为GUI界面前处理二次开发工具,使设计人员可以更好的利用软件资源进行二次开发。

管路系统在飞机、导弹和运载火箭中应用广泛,管路系统的静动特性分析对管路系统设计具有重要意义,管路系统纷繁复杂,计算量很大,设计人员在设计阶段要针对不同的情况进行大量的计算并不断修改。

本文使用ABAQUS软件模拟优化管路系统。

运用接口语言程序对这类大型有限元软件进行二次开发、简化步骤已成为研究这类问题的重要方法和手段。

开发一个能够实现对不同原始输入参数下管路系统的分析及计算结果处理的管路系统静动特性分析界面,具有非常重要的实用价值,也大大减轻设计人员的工作量,促进管路系统设计的程序化,缩短管路系统设计的周期。