基于ABAQUS的VDLOAD子程序实现四轮小车移动

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ABAQUS因其具有强大的子程序二次开发功能而倍受研究人员欢迎。VDLOAD子程序可以定义随时间和空间变化的载荷分布，可用于模拟汽车移动和激光冲击过程。

其子程序模板如下：

      subroutine vdload (C Read only (unmodifiable)variables -     1 nBlock, ndim, stepTime, totalTime,     2 amplitude, curCoords, velocity, dirCos, jltyp, sname,C Write only (modifiable) variable -     1 value )C      include 'vaba_param.inc'C      dimension curCoords(nBlock,ndim), velocity(nBlock,ndim),     1  dirCos(nBlock,ndim,ndim), value(nBlock)      character*80 snameC
      do 100 km = 1, nBlock        user coding to define value
  100 continue
      return      end

value(nblock)是用户自定义的载荷大小，是程序中最重要的参数。

ndim:坐标的方向数，1、2、和3分别表示三维空间中、全局坐标下的X、Y和Z三个坐标分量。

steptime:表示当前分析步时间值，若有多个分析步存在，则其变化为0—>step1time—>0—>step2time—>…….—>0—>stepntime

totaltime:表示当前时间值，从0开始逐渐增大。

curCoords(nblock,ndim):当前节点坐标。

以上是用户常用的参数及其含义。

本贴就以VDLOAD子程序实现生活中常见的四轮小车移动，程序相对简单，主要难点在于车轮的坐标控制，代码开源。

对于四轮小车而言，假设车轮与地面的接触区域为正方形，示意图如下。

其中前后车轮间距为L1，并排车轮距离为L2。蓝色区域为加载区，加载区长度为a*a。在ABAQUS中建模时，路面为XY平面，坐标原点位于路面模型的顶点。本模型默认整车位于路面的正中央，路面的长和宽分别为30mm和10mm，路面长的方向为X方向，宽为Y方向。初始时刻车轮距路面边缘的距离分别为xm和ym。

先定义车身参数和运动参数。

!车身参数L1 = 6L2 = 3a = 0.5!运动参数speed = 10000t = steptimedistance = speed*steptime!初始时刻车身距路面的距离xm = 3ym = 3

每个车轮对路面的压强为：

pressure = 2000

主程序：

do k=1, nblock  !节点坐标  x = curCoords(k,1)  y = curCoords(k,2)  !上面一排车轮施加载荷  if (y >= ym .and. y <= ym+a)then    !第一个轮子    if (x >= xm+distance .and. x <= xm+distance+a) then      value(k) = pressure    !第二个轮子    else if (x >= xm+distance+a+L1 .and. x <= xm+distance+a*2+L1) then      value(k) = pressure    else      value(k) = 0.0    end if  !下面一排车轮  elif (y >= ym+a+L2 .and. y <= ym+a*2+L2) then    !第一个轮子    if (x >= xm+distance .and. x <= xm+distance+a) then      value(k) = pressure    !第二个轮子    else if (x >= xm+distance+a+L1 .and. x <= xm+distance+a*2+L1) then      value(k) = pressure    else      value(k) = 0.0    end if  else    value(k) = 0.0  end ifend do

程序编写完毕，接下来就是在ABAQUS软件建模，模型相对简单，就是一个板材。构建的模型如下。

完整的代码如下

      subroutine vdload (C Read only (unmodifiable)variables -     1 nBlock, ndim, stepTime, totalTime,     2 amplitude, curCoords, velocity, dirCos, jltyp, sname,C Write only (modifiable) variable -     1 value )C      include 'vaba_param.inc'C      dimension curCoords(nBlock,ndim), velocity(nBlock,ndim),     1  dirCos(nBlock,ndim,ndim), value(nBlock)      character*80 snameC
      !车身参数      L1 = 6      L2 = 3      a = 0.5      !运动参数      speed = 10000      t = steptime      distance = speed*steptime      !初始时刻车身距路面的距离      xm = 3      ym = 3      pressure = 3000            do k=1, nblock      !节点坐标      x = curCoords(k,1)      y = curCoords(k,2)      !上面一排车轮施加载荷      if (y >= ym .and. y <= ym+a)then        !第一个轮子        if (x >= xm+distance .and. x <= xm+distance+a) then          value(k) = pressure        !第二个轮子        else if (x >= xm+distance+a+L1 .and. x <= xm+distance+a*2+L1) then          value(k) = pressure        else          value(k) = 0.0        end if      !下面一排车轮      else if (y >= ym+a+L2 .and. y <= ym+a*2+L2) then        !第一个轮子        if (x >= xm+distance .and. x <= xm+distance+a) then          value(k) = pressure        !第二个轮子        else if (x >= xm+distance+a+L1 .and. x <= xm+distance+a*2+L1) then          value(k) = pressure        else          value(k) = 0.0        end if      else        value(k) = 0.0      end if            end do
      return      end

为了能够观察到塑性应变，对载荷进行更改为3000MPa。

下面是运行一段时间的结果。

来源：不是真正的工程师

ACT Abaqus 二次开发汽车控制

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首次发布时间：2024-04-19