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文件名称:重型机械仿真软件:ANSYS二次开发_(11).ANSYS用户子程序开发.docx
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总页数:20 页
更新时间:2025-05-28
总字数:约1.38万字
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ANSYS用户子程序开发

用户子程序概述

ANSYS软件提供了丰富的功能和工具,可以满足大多数工程仿真需求。然而,在某些特定的重型机械应用场景中,标准的ANSYS功能可能无法完全满足需求。这时,用户子程序(UserSubroutines)就显得尤为重要。用户子程序允许用户扩展ANSYS的功能,通过编写自定义的Fortran或C代码来实现特定的物理模型、材料属性、载荷条件等。

用户子程序通常用于以下几种情况:

自定义材料模型:标准材料模型无法描述某些复杂材料的非线性行为。

自定义载荷:标准载荷类型无法满足特定的载荷条件。

自定义单元:标准单元无法准确模拟某些特殊结构的力学行为。

自定义求解算法:标准求解算法无法处理某些复杂问题。

在本节中,我们将详细介绍如何开发和使用ANSYS用户子程序,包括编写代码、编译和链接、以及在ANSYS中调用用户子程序的方法。

用户子程序的编写

Fortran用户子程序

ANSYS支持使用Fortran语言编写用户子程序。Fortran是一种经典的科学计算语言,广泛用于工程仿真领域。编写Fortran用户子程序需要遵循一定的规范和格式,以下是一个简单的示例,展示如何编写一个自定义材料模型的用户子程序。

示例:自定义线性弹性材料模型

假设我们需要定义一个简单的线性弹性材料模型,该模型的弹性模量和泊松比可以根据温度变化而变化。我们可以编写一个名为UMAT的用户子程序来实现这一功能。

!Thisisasimpleuser-definedmaterialmodel(UMAT)forlinearelasticmaterialwithtemperature-dependentproperties.

!Thematerialproperties(elasticmodulusandPoissonsratio)areprovidedasinput.

SUBROUTINEUMAT(STRESS,STATEV,DDSDDE,SSE,SPH,SCD,RPL,DDSDDT,

1DRPLDE,DRPLDT,STRAN,DSTRAN,TIME,DTIME,TEMP,DTEMP,

2PREDEF,DPRED,CMNAME,NDI,NSHR,NTENS,NSTATV,PROPS,

3NPROPS,COORDS,DROT,PNEWDT,CELENT,DFGRD0,DFGRD1,

4NOEL,NPT,LAYER,KSPT,KSTEP,KINC)

IMPLICITNONE

!Inputvariables

CHARACTER*80CMNAME

INTEGERNDI,NSHR,NTENS,NSTATV,NPROPS,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,KSTEP,KINC

REAL*8STRESS(NTENS),STATEV(NSTATV),DDSDDE(NTENS,NTENS),SSE,SPH,SCD,RPL,

1DDSDDT(NTENS),DRPLDE(NTENS),DRPLDT,STRAN(NTENS),DSTRAN(NTENS),

2TIME(2),DTIME,TEMP,DTEMP,PREDEF(1),DPRED(1),PROPS(NPROPS),

3COORDS(3),DROT(3,3),PNEWDT,CELENT,DFGRD0(3,3),DFGRD1(3,3)

!Localvariables

REAL*8ELASTIC_MODULUS,POISSON_RATIO

REAL*8C11,C12,C22,C33,C44,C55,C66

REAL*8STRAIN(6),ELASTIC_STRAIN(6)

REAL*8DUMMY(6,6)

!Initializelocalvariables

ELASTIC_MODULUS=PROPS(1)

POISSON_RATIO=PROPS(2)

!Calcula