Abaqus子程序经典介绍————复合材料固化温度场所用到四个子程序详解

复合材料固化仿真所用到四个子程序详解冯希金目录1.子程序FILM详解.......................................................................................................................................................31.1子程序FILM的功能描述...................................................................................................................................31.2程序界面............................................................................................................................................................31.3需要定义的变量...............................................................................................................................................31.4从例程中传递进来的信息...............................................................................................................................41.5FILM子程序与INP文件的关系..........................................................................................................................52.用户子程序HETVAL..................................................................................................................................................72.1子程序HETVAL的功能描述...............................................................................................................................72.2程序界面............................................................................................................................................................72.3需要定义的变量...............................................................................................................................................72.4可以被更新的变量...........................................................................................................................................72.5传递到子程序中的信息...................................................................................................................................82.6子程序HETVAL与INP文件的关系.....................................................................................................................83.子程序disp................................................................................................................................................................93.1子程序DISP的功能描述...................................................................................................................................93.2程序界面............................................................................................................................................................93.3需要定义的变量...............................................................................................................................................93.4传递到子程序中的信息...................................................................................................................................91.子程序FILM详解1.1子程序FILM的功能描述该子程序在热交换分析中用来定义非均匀的对流换热系数和环境温度（sinktemperature）。它的应用在于：（1）可以用来定义基于节点的、基于单元的或者是基于面的非均匀对流换热系数。（2）可以用来定义环境温度，这个环境温度可以是空间位置、时间、温度、节点号、单元号、积分点号等的函数。（3）在允许热交换的过程中被调用，这些热交换可以是节点间的、或者是面的积分点间的，它们可以是基于节点、单元或面的非均匀对流条件。（4）忽略了振幅（5）不论是基于单元的还是基于面的对流换热，都采用一阶热传导单元的节点作为面积分点。1.2程序界面1.3需要定义的变量H(1)——节点上的对流换热系数，单位是：JT–1L–2–1.H(1)作为基于节点、基于单元或者是基于面的对流换热条件的数值被传递到例程中参与计算。如果没有定义值，那么H1（1）被初始化为0，这个系数不能作为输出变量用于输出目的。H(2)——,在该积分点上，对流换热系数相对于表面温度的变化率。其单位是JT–1L–2–2.通过定义这个值，可以提高非线性分析中的收敛速度，尤其是当对流换热系数是表面温度的函数时更是如此。SINK——环境温度。它会作为基于节点、基于单元或者是基于面的对流换热的环境温度被传递到例程中参与计算。如果环境温度没有定义，那么它会被初始化成0。它是不能用来输出的。1.4从例程中传递进来的信息TEMP——温度，当前时刻在该积分点上的估计表面温度KSTEP——分析步号KINC——增量步号TIME(1)——当前分析步的时间TIME(2)——总的分析时间NOEL——单元号，当采用基于节点的对流换热时这个变量的值从例程中传递过来时是0NPT——面积分点号，当采用基于节点的对流换热时这个变量的值从例程中传递过来时是0COORDS——节点的坐标数组，如果分析中考虑了几何非线性，那么它的值就是当前坐标；否则，它就是该点的原始坐标。JLTYP——如果采用基于单元的对流换热系数时，这个变量的值就是单元的面的编号。当在同一个单元的不同面上施加非均匀对流条件时这个信息是很有用的。这个变量的值有如下几个情况：0——基于节点或基于面的对流条件11——F1NU(FNEGNUforheattransfershells)12F2NU(FPOSNUforheattransfershells)13F3NU14F4NU15F5NU16F6NUFIELD——场变量在该点处的内差值NFIELD——场变量的个数SNAME——采用基于面的对流换热条件(JLTYP=0)时调用FILM子程序的面的名称，当采用基于点或基于单元的队里条件时这个变量是空的。NODE——节点号，当采用基于面或基于单元的条件时这个变量的值为0AREA——基于节点的对流条件时对应节点的面积，作为指定的节点对流系数的节点面积被传递到例程中。这个变量也是不能用来输出的，当采用基于单元或基于面的对流系数时他的值是0。1.5FILM子程序与INP文件的关系FILM是用来定义对流换热条件的，在CAE建模时它是作为接触对被定义的。在INP文件中，FILM子程序的调用是在STEP定义中通过*SFLIM关键词的数据行来实现的，如下图所示：2.用户子程序HETVAL2.1子程序HETVAL的功能描述该子程序用来在传热分析中定义内部生热。它的主要功能有：（1）可以用来定义材料内部由于生热导致的热流，例如在溶解过程中由于相变而产生的热量（2）允许内部生热依赖于状态变量（例如材料转化的百分数）（3）将在所有的材料计算点上被调用，这些材料的定义包含体积生热，可以用在传热、温度——位移耦合分析或者热——电分析（4）当一个问题包含相变动力学并且有潜热释放（例如高分子的结晶过程）时应用这个子程序是非常有用的。（5）如果希望重新定义一些场变量可以与USDFLD子程序合用（6）不能与UMATHT子程序合用2.2程序界面2.3需要定义的变量FLUX(1)——当前材料计算点上的热流密度r(单位时间单位体积产生的热量JT–1L–3)。FLUX(2)2.4可以被更新的变量——单位温度变化导致的热流密度的改变速度。只有当热流密度依赖于温度时这个变量才不会为0，如果定义个正确的JACOBIAN矩阵，这个变量就是必须的。STATEV(*)——当前材料计算点上用户定义的结果依赖型状态变量数组。在非耦合的传热分析中，STATEV作为增量步开始时的状态变量的值被传递到HETVAL子程序中。然而，在子程序USDFLD内对STATEV的任何更新都将包含在传递到HETVAL的值中，因为对USDFLD的调用发生在HETVAL之前。另外，如果HETVAL应用于完全耦合的温度－位移分析中，并且子程序UEXPAN、子程序CREEP、子程序UMAT、子程序UTRS中的任何一个被调用以描述材料的力学行为，那么对这些程序的调用也发生在HETVAL之前，因此，在上述子程序中对STATEV的更新都将被包括在传递到HETVAL的值中。在任何一种情况下，在增量步的结束STATEV的值都将会从HETVAL中返回去。2.5传递到子程序中的信息CMNAME——用户指定的材料名称TEMP(1)——当前温度TEMP(2)——温度增量TIME(1)——增量步结束时的分析步时间TIME(2)——增量步结束时的总时间DTIME——时间增量PRE