ADINA二次开发培训PPT课件.ppt

2020 3 25 1 ADINA二次开发专题培训内容 2020 3 25 2 主要内容 1 预备知识2 材料本构二次开发 线弹性材料 非线性弹性材料3 摩擦算法的二次开发4 基于tcl tk语言的联合开发 预备知识 3 开发环境 ADINA8 7版本Windows系统开发环境为CompaqVisualFortran6 6A Linux是IntelFortran 方式是通过ADINA 对所有用户 提供的Makefile自动进行链接各个 f文件生成动态链接库文件 针对不同的求解器开发 提供不同的Makefile文件 包括 ADINA Structure模块 adusr dllADINA Thermal模块 atusr dllADINA CFD模块 afusr dllADINA FSI模块 adfusr dllADINA TMC模块 adtusr dll 4 开发代码是如何进入到求解器的 任何程序段是通过以上列出的动态链接库将用户开发的内容传送给求解器的 ADINA Structure模块 adusr dll adina exeADINA THermal模块 atusr dll adinat exeADINA CFD模块 afusr dll adinaf exeADINA FSI模块 adfusr dll adfsi exeADINA TMC模块 adtusr dll adtmc exe 当启动任何求解器时 DLL中的程序自动成为求解器的一部分 5 开发代码和输入数据是如何匹配的 开发代码中指定了各种变量 包括所谓已知变量和未知变量 已知变量的一部分是用户通过界面的相应菜单输入的 如本构二次开发过程中的材料参数 控制参数等等例如在材料开发时 已知变量 应变 程序计算确定数值 出现在等式的右侧弹性模量 波松比 用户输入参数 程序从dat模型文件识别读入未知变量 应力 程序计算确定 出现在等式的左侧 6 DLL是如何编译的 Fortran源代码修改后 需要重新编译 生成一个新的DLL文件 用这个文件替代求解器当前目录 x32或者 x64子目录下 的相应文件就实现了替换 DLL文件是如何编译的呢 每个文件都是用一个ADINA指定的文件进行编译 ADINA Structure模块 Makefile adusr adusr dll adina exeADINA THermal模块 Makefile atusr atusr dll adinat exeADINA CFD模块 Makefile afusr afusr dll adinaf exeADINA FSI模块 Makefile adfusr adfusr dll adfsi exeADINA TMC模块 Makefile adtusr adtusr dll adtmc exe 编译过程 DF98 bin dfvars 启动编译环境 nmake fMakefile 编译生成DLL文件 7 DLL是如何编译的 Makefile文件已经编写了有关路径 指定源代码文件和OBJ文件等指令 因此除了材料本构可能需要修改外 其它的开发不需修改 自动都是包括在内的 这意味着我们的代码都是嵌入到已经指定的那些源文件中 而不是任意生成一个新的源文件 开发材料本构时 需要编辑Makefile adusr文件 修改其中的参数 MAT2D OBJ ovl30u pl1 obj 2D模型 MAT3D OBJ ovl40u pl1 obj 3D模型 这里 ovl30u pl1 obj和ovl40u pl1 obj分别指向ovl30u pl1 f和ovl40u pl1 f源文件 原因是可以进行编译的源文件很多 而ADINA每个只能指定一个进入DLL 8 材料本构开发 2D ovl30u f 3D ovl40u f 分别10个源文件 摩擦算法开发 ovlusr f 单元算法开发 ovl160u f 单元失效准则开发 ovlusr f 结构断裂力学和裂纹扩展规律开发 2D ovl30u f 3D ovl40u f 压电材料 固结材料开发 2D ovl30u f 3D ovl40u f 热本构开发 at00u f 流体本构开发 ovlf0u f 边界 载荷条件开发 ovl170u f 支持的二次开发工作 9 材料本构二次开发 10 材料本构开发入口条件 已知参数cstrain 1 x应变cstrain 2 y应变cstrain 3 z应变cstrain 4 xy应变cstrain 5 yz应变cstrain 6 zx应变C常用的其它参量ccTIME 当前时间cDT 当前时间步长cTEMP1 当前温度 AUI输入参数cCTI 1 young smoduluscCTI 2 poisson sratioCCTI n CCTDD 98 11 未知变量STRESS 1 xxSTRESS 2 yySTRESS 3 zzSTRESS 4 xySTRESS 5 yzSTRESS 6 zx 历史变量ARRAY LGTH1 提供多于60个可以输出的实数型历史变量 常用于做如屈服应力 塑性应变 应力水平等数据的存储 IARRAY LGTH2 提供多个全局整数型历史变量 往往用于程序控制或其它用途 材料本构开发入口条件 12 开发详细过程 材料二次开发 与模型中采用的单元类型相关 因此2D和3D的应用是分开的 前面提到 二次开发需先选择一个已经存在的源文件 可以是任何一个 因为对于开发来说其提供的入口条件是相同的 现在要自己开发一个最简单的线弹性材料 用于3D模型 下面是详细的开发过程 由于ovl40u vp1 f中详细介绍了所以参数的含义 因此选择这个源文件进行修改 13 SUBROUTINECUSER3 DLLEXPORT NG NEL IPT IDEATH ITE IUPDTL 1STRESS EPS STRAIN DEPS DEPST THSTR1 THSTR2 2KTR INTER SCP ARRAY LGTH1 IARRAY LGTH2 3D ALFA CTD ALFAA CTDD CTI TMP1 TMP2 4TIME ETIMV ETIMV2 DT PHIST PRST RN PHIST1 5DPSP TGRAD INTEG ISUBM INDNL 6DP NELP DPJE1D DPJE2D AKAPPA PBAR 7NNODE NODNUM XYZ DCA IOUT KEY CC 子程序说明 传递的变量很多 完全满足绝大多数开发所需常用变量 STRAIN 应变 STRESS 应力 TIME 当前时间 DT 当前时间步长 TMP1 当前温度 材料本构开发入口条件 14 C C C ELEMENTS LinearElasticModelfor3 DSOLIDELEMENTS C C C C ADDITIONALVARIABLES C C C YMYOUNG SMODULUS INPUT C PRPOISSON SRATIO INPUT C 程序中的注释部分 一般程序中主要使用的中间变量给予说明 如上面说明YM在程序中代表弹性模型 PR代表波松比 开发详细过程 15 CIMPLICITDOUBLEPRECISION A H O Z REALADIMENSIONSTRESS 6 STRAIN 6 DEPS 6 D 6 6 EPS 6 DIMENSIONDEPST 6 THSTR1 6 THSTR2 6 DIMENSIONPHIST 3 3 PRST 3 DPSP 6 TGRAD 3 DIMENSIONARRAY IARRAY DIMENSIONCTD 98 CTDD 98 CTI 99 SCP 99 DIMENSIONDP 6 6 DIMENSIONRN 3 3 DIMENSIONNODNUM XYZ 3 DIMENSIONDPJE1D 6 DPJE2D 6 6 DIMENSIONSTDEV 6 EDP 6 TOLER 2 DIMENSIONEPR 6 DPLAST 6 SAVEAE BK XLMBDA DFPL EDP EFST EP DCOEFDATATOL1 1 E 2 DATAC1D3 33333333333333D0 DATAC2D3 66666666666666D0 DATAXVUFL 1 D 300 C 变量声明 采用ADINA开发实例中的变量声明即可 开发详细过程 16 CGOTO 1 2 3 4 KEYC IC IC IKEY 1C IC IINITIALIZECOMPONENTSOFREALANDINTEGERWORKINGARRAYSC I INITIALIZEARRAY 60 ANDIARRAY 2 C I1CONTINUEC IDO11I 1 LGTH111ARRAY I 0 0DO12I 1 LGTH212IARRAY I 0CRETURN 将整个程序分为四段 执行第一段程序 初始化两个数组 用于存放历史变量 ADINA在后处理时像位移 应力等变量显示这些数值 LGTH1和LGTH2是在AUI中输入的整数 有缺省值 开发详细过程 17 C IKEY 2C IINTEGRATIONOFELEMENTSTRESSES CALCULATESTRESS 6 2CONTINUEC I INSERTUSER SUPPLIEDCODINGCLINEARELASTICMATERIALFOR3 DSOLIDELEMENTSCYM CTI 1 PR CTI 2 g2 YM 1 0 PR g 0 5 g2Cdavg STRAIN 1 STRAIN 2 STRAIN 3 C1D3p davg YM 1 0 2 0 PR CSTRESS 1 p g2 STRAIN 1 davg STRESS 2 p g2 STRAIN 2 davg STRESS 3 p g2 STRAIN 3 davg STRESS 4 g STRAIN 4 STRESS 5 g STRAIN 5 STRESS 6 g STRAIN 6 CRETURN 执行第二段程序 定义STRESS与STRAIN的关系 开发详细过程 18 3CONTINUEC I INSERTUSER SUPPLIEDCODINGCELASTICCONSTITUTIVEMATRIXYM CTI 1 PR CTI 2 DO315I 1 6DO315J 1 6315D I J 0 D0CM YM 1 2 PR AE 1 PR YMCP AECP 1 CPC11 CM 2 CP 3 C12 CM CP 3 D 1 1 C11D 1 2 C12D 1 3 C12D 2 2 C11D 2 3 C12D 3 3 C11D 4 4 0 5 CPD 5 5 D 4 4 D 6 6 D 5 5 DO320I 1 3DO320J I 3320D J I D I J RETURN 形成材料矩阵如果开发非线性弹性材料不需改动 如果开发塑性 粘塑性 混凝土则部分参数需要改动 执行第三段程序 19 C IKEY 4C IPRINTINGOFELEMENTRESPONSE PRINTSTRESS 6 STRAIN 6 C4CONTINUEC I INSERTUSER SUPPLIEDCODINGCPRINTHEADINGANDELEMENTNUMBERC 略 CRETURNEND 执行第四段程序 结果输出控制 采用例子中的程序即可 一般无需改动 程序结束 开发详细过程 20 KEY 1 calledonceatthebeginningoftheanalysis KEY 2 calledforeachsubincrementwithinaload time stepKEY 3 calledwhenthenewtangentstiffnessmatrixistobeCalculatedKEY 4 calledforstressprintout 程序段调用过程 21 开发详细过程 保存文件pvl40u vp1 f 启动DOS系统进入到 usrdll目录下 执行编译 注意 如果有出错信息将在此时提示 22 开发详细过程 将 usrdll32目录下生成的adusr dll复制到 x32目录下 在此之前最好备份标准安装的adusr dll文件 开发工作到此结束 23 使用二次开发模型 建立一个计算模型 为了对比 同时建立两个几何体 一个使用ADINA提供的线弹性材料 另外一个使用用户自定义材料 弹性模量和波松比分别是2e11 0 3 采用ADINA的User Supplied材料模式 对应于用户定义程序 则CTI 1 2e11赋值到YM CTI 2 0 3赋值到PR 如下图所示 24 CTI 99 SCP 99 LGTH1 LGTH2 CTDD 99 使用二次开发模型 25 同时采用ADINA提供的材料和用户自定义材料进行计算 结果应基本一致 使用二次开发模型 26 其它问题 使用增量应变 2CONTINUECYM CTI 1 PR CTI 2 Cdavg DEPS 1 DEPS 2 DEPS 3 3 p davg YM 1 0 2 0 PR STRESS 1 STRESS 1 p g2 DEPS 1 davg STRESS 2 STRESS 2 p g2 DEPS 2 davg STRESS 3 STRESS 3 p g2 DEPS 3 davg STRESS 4 STRESS 4 g DEPS 4 STRESS 5 STRESS 5 g DEPS 5 STRESS 6 STRESS 6 g DEPS 6 CRETURN 27 其它问题 2D本构表达式 2CONTINUECCYM CTI 1 PR CTI 2 Cg2 YM 1 0 PR g 0 5 g2davg DEPS 1 DEPS 2 DEPS 3 3 p davg YM 1 0 2 0 PR CSTRESS 1 p g2 STRAIN 1 davg STRESS 2 p g2 STRAIN 2 davg STRESS 4 g STRAIN 4 STRESS 3 p g2 STRAIN 3 davg CRETURN 28 其它问题 程序段控制 使用SCP 数组 I1 SCP 1 IF I1 EQ 0 then EndifIF I1 EQ 1 then Endif 29 davg DEPS 1 DEPS 2 DEPS 3 3 p davg YM 1 0 2 0 PR davgt davg DTpt davgt YM 1 0 2 0 PR if TIME LT DT thenp p ptendif 其它问题 程序段控制 30 其它问题 初始应力施加 Cpz 0 0CDO21I 1 NNODE21pz pz XYZ 3 I pz pz NNODECSz pz Hr DensSy 0 3 SzSx SyCcARRAY 10 pz HrCSTRESS 1 Sx p g2 STRAIN 1 davg STRESS 2 Sy p g2 STRAIN 2 davg STRESS 3 Sz p g2 STRAIN 3 davg STRESS 4 g STRAIN 4 STRESS 5 g STRAIN 5 STRESS 6 g STRAIN 6 C CYM CTI 1 PR CTI 2 CDENS CTI 3 Hr CTI 4 CcI1 SCP 1 Cg2 YM 1 0 PR g 0 5 g2Cdavg STRAIN 1 STRAIN 2 STRAIN 3 3 p davg YM 1 0 2 0 PR C 31 其它问题 中间文件读写 open 173 file a txt write 173 KSTEP RFPARM 2 TIME close 173 32 其它问题 特殊变量保存和查看 灵活使用历史变量ARRAY 缺省60个 IARRAY 缺省2个 后处理在UserDefined中可以获得历史变量的数值 33 单元失效的二次开发Ovlusr f 34 SUBROUTINECURUP3 DLLEXPORT IA A NG NEL IPT NINT 1STRESS STRAIN EPSP2 EPSC2 THSTR2 EPSTR2 2YLD2 IPEL EPSPMX IRUPTI IRUPTE IIN IOUT IMPLICITDOUBLEPRECISION A H O Z CDIMENSIONIA A REALACDIMENSIONSTRESS 6 STRAIN 6 THSTR2 6 EPSP2 6 EPSC2 6 DIMENSIONIRUPTI NINT C 代码 35 IF STRESS 1 GT 1000000 0 THENIRUPTI IPT 1elseIRUPTI IPT 0ENDIFCCELEMENTISSETDEADIFANYONEOFINTEGRATIONPOINTSISDEADCDO100J 1 IPTIF IRUPTI J EQ 1 IRUPTE 1100CONTINUEC200CONTINUERETURNEND 代码 36 界面设置 37 测试模型 计算模型 38 模拟结果 测试模型 39 接触面摩擦算法的自定义 40 CTHEINPUTPARAMETERSARE C CPRESSU CONTACTPRESSURECXLAMDA CONSISTENTCONTACTFORCECCVN NORMALDIRECTIONCVU DIRECTIONOFSLIDINGCVT THEOTHERTANGENTIALDIRECTIONCEPSILN NORMALCONTACTW FUNCTIONPARAMETERCEPSILT FRICTIONALCONTACTV FUNCTIONPARAMETERCUDOT RELATIVESLIDINGVELOCITYCTAUS FRICTIONALFORCE 主要参数 41 CCXYZS0 ORIGINALCOORDINATESOFCONTACTORNODECXYZS1 CURRENTCOORDINATESOFCONTACTORNODECNTMPR 0IFTHEREISNOTEMPERATUREDATAC1IFTHEREISCTEMP0 INITIALTEMPERATUREOFCONTACTORNODECTEMP1 CURRENTTEMPERATUREOFCONTACTORNODECRFPARM IUFN IUFNREALCONTACTPARAMETERSCIFPARM IUFN IUFNINTEGERCONTACTPARAMETERSCITOD 2FOR2DPROBLEMSC 3FOR3DPROBLEMSCIPAIR CONTACTPAIRNUMBERC 主要参数 42 CNODNUM GLOBALNODENUMBEROFCONTACTORNODEC CONSTRAINTFUNCTIONMETHOD CTIME TIMECNODCN LOCATIONOFCONTACTORNODEINARRAYOFCONTACTCSURFACENODESCKSTEP LOADSTEPNUMBERCITE ITERATIONNUMBERCIALG1 ALGORITHMUSEDC1 CONSTRAINTFUNCTIONMETHODC2 SEGMENTMETHODCIALG2 ALGORITHMOPTIONSUSEDC1 NODE TO SEGMENTC2 NODE TO NODE notyetimplemented 主要参数 43 CTHEOUTPUTPARAMETERSARE C CSCF THEFRICTIONCOEFFICIENTCCIERR FLAG 0IFNOERRORS 0OTHERWISECCURRENTLYTHISISWHATTHEDIFFERENTERRORSMEAN C1 NOINTEGERPARAMETERSC2 SELECTEDFRICTIONMODELNUMBERDOESNOTEXISTC3 INSUFFICIENTPARAMETERSFORFRICTIONMODELC4 REALPARAMETERISOUTOFRANGEC5 REQUIREDTEMPERATUREDATANOTAVAILABLECERMES ANERRORSTRING LENGTH 120CHARACTERS C 主要参数 44 本构8 随时间变化模型 开发实例 45 USER FRICTIO CLEAR80 1000025 00000 8000 SCF Time 25 0 1 0 8 0 0 开发实例 46 80IF IUFN LT 3 THENIERR 3WRITE ERMES 2003 IUFN IFPARM 1 GOTO900ENDIFIF RFPARM 2 LE 0 D0 THENIERR 4WRITE ERMES 2004 2 RFPARM 2 IFPARM 1 GOTO900ENDIFSCF RFPARM 1 TIME RFPARM 2 RFPARM 3 RFPARM 1 IF TIME LT 0 D0 SCF RFPARM 1 IF TIME GT RFPARM 2 SCF RFPARM 3 GOTO900 开发实例 47 本构6 各向异性变化模型 开发实例 48 USER FRICTIO CLEAR60 7000000 1000000 5000000 8000000 0001 开发实例 49 60IF IUFN LT 5 THENIERR 3WRITE ERMES 2003 IUFN IFPARM 1 GOTO900ENDIFIF RFPARM 5 LE 0 D0 THENIERR 4WRITE ERMES 2004 5 RFPARM 5 IFPARM 1 GOTO900ENDIFIF ABS UDOT LE RFPARM 5 THENSCF RFPARM 4 ELSESCF SQRT VU 1 RFPARM 1 VU 1 RFPARM 1 1VU 2 RFPA