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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. 51
Per usare uno general user-defined element di ABAQUS occorre utilizzare la user subroutine interface di ABAQUS. La user subroutine interface di ABAQUS consente all’utente di scrivere delle procedure che gli servono per estendere le capacità di ABAQUS. La User subroutine interface di ABAQUS è scritta nel linguaggio di programmazione Fortran, tuttavia è possibile scrivere le user subroutine non solo in Fortran ma anche in altri linguaggi quali il C++ (linguaggio generalmente usato per ottenere alte prestazioni computazionali), con il vincolo però che il codice sia invocabile da Fortran. 52
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