CPE8/CPS8用户自定义单元二次开发（2）_Abaqus_二次开发

CPE8/CPS8用户自定义单元二次开发（2）

零

概述

有限元法编写二维四边形二阶用户自定义单元，采用abaqus提供的uel二次开发平台，包括单元的刚度矩阵K、质量矩阵M和阻尼矩阵C，uel需要向abaqus主程序输出AMARTIX、RHS等矩阵。

编写的uel子程序适用于静动力计算、频域计算等等，帖子分为两个部分

理论部分CPE8/CPS8 UEL用户自定义单元开发（1）->结果部分CPE8/CPS8 UEL用户自定义单元开发（2）

壹

静力计算

设计悬臂梁算例，悬臂梁弹性模量为1e10，密度为2000，泊松比为.25，悬臂梁尺寸为5×40，网格尺寸为1×1，绘制网格为

首先进行静力计算，边界条件为左端固定，右端施加节点力，节点力幅值为1e3，计算时长为1s，增量步长为.01，总增量步为100，注意在静力计算中的计算时长没有实际的物理意义，仅仅是为了迭代，边界条件及荷载示意图为

最终计算的位移magnitude为

u1为

u2为

结果说明二者计算的结果吻合良好，说明自己开发的uel子程序能够准确的计算单元的刚度矩阵，至于单元的质量和阻尼矩阵，则需要在动力计算中验证计算结果。

贰

动力计算

在动力计算中，采用与静力计算相同的计算模型的边界条件，只不过是将静力改变为动力，幅值仍然为1e3，荷载的表达式为

y=sin(x)

时程曲线为

动力计算总时长为15s，增量步长为0.01s，总增量步数为1500，设置每个增量步输出一次计算结果。

最终计算的位移magnitude为

u1为

u2为

提取悬臂梁悬臂端的下方角点加载向位移u2时程曲线作对比，绘制的曲线为

二者计算的位移结果完全一致，因此速度、加速度和应变数据同样一致。

静动力计算表明自己开发的uel子程序能够达到abaqus相同的计算精度，但是在比较的过程中，发现abaqus计算用时更加的短，自己开发的程序是直接依据现有的有限元公式编写的，更加耗时，说明abaqus在程序设计方面进行了算法优化。

来源：有限元先生

二维/三维零厚度单元批量插入

零概述零厚度单元室abaqus中的一种特殊单元，该单元在初始状态下为零厚度，但是同一个空间位置却有两个节点编号，当单元参与计算以后，对应的节点发生位移，零厚度改变为有厚度。这种单元常常用于模拟界面问题，在规则的界面中，可以手动创建零厚度单元，在不规则界面，如混凝土内部的骨料-砂浆界面，需要插入数万计的零厚度单元，单靠手动创建是不可能的，这时需要编写程序创建插入零厚度单元。不同的网格需要插入不同的零厚度单元，下面是一些示例。壹三角形网格中插入COH2D3单元贰四边形网格中插入COH2D4单元叁三角形与四边形混合网格中插入COH2D4单元肆四面体网格中插入COH3D6单元伍楔形体网格中插入COH3D6和COH3D8单元陆六面体网格中插入COH3D8 柒四面体与楔形体混合网格中插入COH3D6和COH3D8单元捌六面体与楔形体混合网格中插入COH3D6和COH3D8单元玖六面体、楔形体与四面体混合网格中插入COH3D6和COH3D8单元来源：有限元先生