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C3D20RH 20-node quadratic brick, reduced integration, hybrid with linear
pressure
5.2 ABAQUS R○ User-defined elements
ABAQUS offre la possibilità all’utente di definire i propri elementi finiti da
utilizzare nelle analisi. Grazie a questa estensione delle capacità del software
è stato possibile implementare l’elemeto finito HC3 ed eseguire delle
sperimentazioni numeriche sul suo comportamento in alcuni test.
Gli elementi definiti dall’utente disponibili in ABAQUS possono essere elementi
finiti nel senso usuale di rappresentare una parte geometrica del modello
e possono essere lineari o non lineari. Un analysis job che usi user-defined
element può essere definito solo tramite Input file Usage (non è possibile da
ABAQUS/CAE definire e invocare un elemento di tipo user-defined). Gli
elementi user-defined possono essere di tipo linear o di tipo general. Quelli di
tipo linear forniscono le matrici dell’elemento, o tramite la lettura di esse da
un ABAQUS/Standard results file 1 , o tramite la scrittura diretta della loro
espressione numerica nell’input file 2 . Per usare un elemento general userdefined
in un analysis job occorre disporre del file sorgente o del file oggetto
relativi alla subroutine UEL in cui preventivamente si siano implementati
il contributo locale allo jacobiano e il contributo locale al residuo, per le
varie procedure di soluzione. Inoltre si dovrà definire e invocare l’elemento
nell’input file. L’invocazione di un elemento definito dall’utente all’interno
dell’input file (che avviene quando si definisce, all’interno del modello, un
elemento finito del tipo definito dall’utente) avviene allo stesso modo con
cui viene invocato un elemento predefinito di ABAQUS: vale a dire, che
nella definizione dell’elemento è sufficiente specificare l’elemento tipo, il numero
dell’elemento e i nodi connessi ad esso. Il tipo di elemento si specifica
tramite la chiave (element type key) associata ad esso, che per gli elementi
nativi di ABAQUS è predefinita, mentre per gli elementi user-defined deve
essere indicata nella definizione dell’elemento all’interno dell’input file. Nella
definizione dell’elemento, oltre all’element type key devono essere specificati
i gradi attivi dell’elemento e l’ordinamento di essi, che saranno poi assunti
nell’implementazione contenuta nella UEL subroutine.
1 Per questa alternativa, serve la element matrix output che è disponibile solo per
elementi senza nodi interni. L’HC3 non può essere implementato con questa strada.
2 Tale alternativa può essere usata per implementare l’HC3 ma non offre un approccio
conveniente, perchè per definire un singolo modello, si richiederebbe la determinazione
delle matrici fuori da ABAQUS, e per un modello con diversi valori di geometria e/o
caratteristiche materiali, se ne richiederebbe un’altra.
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