概述:开发了适用于静力通用、频率分析和动力隐式(固定增量步长和自适应增量步长均可)的三维八节点线性UEL,即ABAQUS自带的C3D8单元,该UEL考虑了B-BAR修正,避免体积锁死。采用编写的UEL,分别设置了静力通用分析步、频率分析和动力隐式分析步,将计算结果与ABAQUS对比,位移、速度和加速度与ABAQUS均保持一致,说明该UEL复现了一小部分C3D8单元的计算功能。
(一)模型信息
悬臂梁尺寸:10x10x100,密度1e10,密度200,泊松比0.25。不设置单位,纯验证。
网格如下图:,每个单元尺寸为:2x2x5。
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图1](static/picture/dd99a52a160e47b191facaef811dd348-formatwebpresizew_760.jpg)
(二)静力分析
边界条件如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图2](static/picture/64ad3542d07b41a8920c20c12cf5f51a-formatwebpresizew_760.jpg)
荷载大小为:1e6,采用固定增量步长,计算总时长为10(静力计算中计算时长无意义,仅为验证设置),增量步长为0.01,总增量步数为1000。
总位移云图如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图3](static/picture/bdf2caa84daf4f649ab9853e2057b033-formatwebpresizew_760.jpg)
加载向(U2、Y向)位移云图如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图4](static/picture/7359f6a9091942e28e5027c1bc37f98a-formatwebpresizew_760.jpg)
梁向(U3,z向)位移云图如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图5](static/picture/2873a8d34cf747efbffc9b9c4f027946-formatwebpresizew_760.jpg)
U1,x向位移云图如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图6](static/picture/b329db1dcb7b4391b725821ce63e969b-formatwebpresizew_760.jpg)
悬臂端角点加载向位移-荷载历程如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图7](static/picture/5244827d6655462ea99a60602fb39b52-formatwebpresizew_760.jpg)
注意这里的时间并没有物理意义,在静力通用分析步中仅仅是增量步的计算意义。
(三)频率分析
边界条件,梁一端固定。计算前100阶频率信息。
1~41
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图8](static/picture/e5d1a20f400f47b4a2170290f84d8550-formatwebpqualityq_40resizew_760.jpg)
41~56
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图9](static/picture/a925eee5ec7e40a38d96fdfeb0f4b627-formatwebpresizew_760.jpg)
55~100
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图10](static/picture/b7e3c25e412c41a1b459011f1e06a13b-formatwebpqualityq_40resizew_760.jpg)
第1阶振型如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图11](static/picture/cfdebd3037274816b94608d9b9f17045-formatwebpresizew_760.jpg)
第2阶振型如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图12](static/picture/25c4aa21483f4e968240214b17c6f6e8-formatwebpresizew_760.jpg)
第3阶振型如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图13](static/picture/a44e77b2896d4b8989a9dbf9375d7969-formatwebpresizew_760.jpg)
第20阶振型如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图14](static/picture/260da4a0058b4a418aba0a2e04038c83-formatwebpresizew_760.jpg)
第50阶振型如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图15](static/picture/93f26dea12444a8fb3eb6ab24939dd33-formatwebpresizew_760.jpg)
第100阶振型如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图16](static/picture/e1f621073797429a8311a35365fc59c6-formatwebpresizew_760.jpg)
(四)动力隐式分析
给悬臂端节点集合施加简谐荷载,荷载示意如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图17](static/picture/64ad3542d07b41a8920c20c12cf5f51a-formatwebpresizew_760.jpg)
简谐荷载曲线如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图18](static/picture/0682cdab0af54be0b55ae0ee35e7b004-formatwebpresizew_760.jpg)
INP文件定义为:
*Amplitude, name=Amp-1, definition=PERIODIC 1, 1., 0., 0. 1., 1.
荷载幅值为:1e6,即:
*Cload, amplitude=Amp-1 Part-1-1.forced, 2, -1e+06
悬臂端角点加载向(U2)位移时程曲线如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图19](static/picture/1514b591cf3b429f94069fa8c3851e8e-formatwebpresizew_760.jpg)
悬臂端角点轴向(U3)位移时程曲线如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图20](static/picture/b3f367ec053048558f146a2dc05118d1-formatwebpresizew_760.jpg)
第3s加载向加速度云图如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图21](static/picture/4a15130c9cc04a408d4041a5fa2abcd8-formatwebpresizew_760.jpg)
第7s加载向加速度云图如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图22](static/picture/dc6ea3e42e7448c98f71992628059c7b-formatwebpresizew_760.jpg)
第10s加载向加速度云图如下图:
![ABAQUS UEL二次开发(动力隐式C3D8自定义单元)的图23](static/picture/310c0490d61e4bde83d74b4a77b3035e-formatwebpresizew_760.jpg)
(五)结语
该UEL的BBAR修正部分,参考了帖子:https://www.jishulink.com/post/05a24d5b-ca1d-4206-861d-633f702a80d7。
得到了发帖者的帮助。向发帖者表示感谢!
(六)附件
--------------------- --------------------- BEAM-STATIC ABAQUS JOB-1.INP MO.INP RUN.BAT MYBBAR BBAR-STD.OBJ JOB.INP MO.INP RUN.BAT --------------------- BEAM-FREQUENCY ABAQUS JOB-1.INP MO.INP RUN.BAT MYBBAR BBAR-STD.OBJ MO.INP RUN.BAT --------------------- BEAM-LOAD-DYNAMIC ABAQUS JOB-1.INP MO.INP RUN.BAT MYBBAR BBAR-STD.OBJ JOB.INP MO.INP RUN.BAT --------------------- ---------------------