ABAQUS用户定义单元UEL与VUEL从入门到放弃系列3————讲一讲的RHS和NBLOCK

大家好，我是借风一尺，一个终极懒癌患者。

......说完这句话其实已经不想再码字了。

好的，直入主题，速战速决。

来技术邻其实已经很久了，也目睹了技术邻这两年飞一般的发展速度，好像突然火起来了哈哈。最初来技术邻，讲实话其实就是来学UEL的，后来发现没帖子，然后就各种找论坛，simweABAQUS版块的帖子二零零几年的帖子都被我挖干净了，做UEL的人确实比做UMAT的少多了，但技术邻这个平台依旧让我受益良多，诸如蓝牙老师，isolver团队snowwave02等大佬，他们的分享，甚至很多是免费分享确实高屋建瓴，知识的学习必是知其所以然，我想只有这样的学术氛围越来越重，这样乐于分享的大佬越来越多，中国的自研工业软件才能走向世界，我们的工业4.0才有可能实现。

学于此，也该传于此，作为一只科研狗，我想我比谁都清楚什么叫从“入门”到“放弃”，未知的知识就是这样，不懂的时候它比金子都贵，等你学会了它好像又像水一样普通，亦如水一样珍贵。

之后也会逐渐在技术邻更一些帖子，可能也会有视频吧，内容大概会围绕有限元理论，用户子程序开发，ABAQUS python开发，XFEM，lamb波的SHM等，因为不知道想学UEL\VUEL的人群多大，也不知道大家都想了解些什么，不知道应该从何说起，可能有些想学UEL的小白基础很差连有限元理论都没学全，再加上我确实是个懒癌晚期，其实很多东西都做好了，懒的发，也希望能治疗一下自己的懒癌吧。

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今日份正事，给大家简单讲一讲VUEL中几个重要的数组，并发一个平面四节点等参单元的VUEL程序。

首先讲一讲最重要的，也是最让大家疑惑的数组RHS，我们先来看看ABAQUS帮助文档的介绍。

此为UEL中RHS的定义，right-hand-side，译为右端项，表示这个单元在整个系统平衡方程中右端的量，是一个the residual vector（残差向量），这个残差向量就是回传给ABAQUS进行迭代收敛平衡的，在大部分NRHS=1的分析中，其等于external forces minus internal forces（外力减内力），因此我们在UEL编程时，所求的RHS就应该等于外力减去内力，但其实写过UEL的都知道， 我们计算的RHS=-KU（不考虑非线性的时候，其中K为刚度矩阵），仅仅是负的内力，而并没有使用外力减内力，那么这究竟是为什么呢？很多人解释为外力由ABAQUS自己求得，所以我们只需要提供内力的负值。

对此问题，我个人有不同见解，在此进行学术探讨，请各位指点。

在说明我的观点之前，请各位先看以下三个数组

JDLTYP：用来定义单元所受分布式载荷类型的整数型数组

ADLMAG：用来定义单元所受分布式载荷大小的数组

DDLMAG：用来定义单元所受分布式载荷增量大小的数组

此时就要牵扯出另一个话题，那就是使用UEL\VUEL时，无法正常和CAE一样加载分布式载荷的问题，比如体力，重力，如果和CAE一样加载就会报错，再联系UEL中有专门针对分布式载荷定义的一套数组，不难推测出分布式载荷应当只能在UEL的程序中进行定义计算，而非直接在inp中添加。（Ps:我也没用过，毕竟懒癌，如果哪位大佬使用过，希望可以和我们分享一下经验，代表千万网友感谢！）

因此，我个人得出的结论是，RHS定义中所说的外力-内力，指的应当是程序中用数组定义的分布式外载荷P-内力KU，而其他在inp中加载的外力由ABAQUS自行计算，在UEL程序中不做考虑。

我们再来看VUEL中关于RHS的说明

依旧定义为单元对系统方程右端的贡献，但此时不再是外力-内力，而是定义为包含单元的内力或是由分布式载荷计算而来的外部载荷，故在没有分布式载荷时，RHS=内力KU（不考虑非线性）；因此可再次猜测，ABAQUS UEL和VUEL所说的外载荷就是分布式载荷，其它INP中定义的外载荷不做考虑。

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接下来讨论一个VUEL中特有的数组NBLOCK，译为块，也正是这个数组标志着VUEL与UEL运行的不同；众所周知，ABAQUS调用UEL计算时，是一次进一个单元，然后计算这个单元的RHS、AMATRX等数组并回传给ABAQUS，然后再进第二个单元，如此进行...；

而ABAQUS调用VUEL计算时，是一次进入一批单元，这个一批单元个数即为NBLOCK的大小（之前一位名为Xujianqing的作者曾经发过一个帖子说明说明过NBLOCK最大值为136，但我后来测试发现，在低版本如6.14中，最大NBLCOK=136，在高版本如2020中，最大NBLOCK=144）。

这是个什么意思呢？

就是说，当你单元总数a小于等于136（或144）时，则NBLOCK=a，ABAQUS只调用一次VUEL程序，然后把你这a个单元挨个塞进第kblock个篮子里，计算得到各个kblock中rhs，amass等值，而后组成数组rhs（nblock,ndofel），amass(nblock,ndofel)等一起回传给ABAQUS；当a大于136（或者144）时，且a=n*136+b时，则NBLOCK=136（或144），ABAQUS将依次调用n+1次VUEL程序，前n次每次进入136（或144）个单元，即NBLOCK=136（或144），按照上述所说计算完并回传数组后，继续下一次调用，n次调用结束后，第n+1次进入最后剩余的b个单元，即NBLOCK=b。

以上便是VUEL的调用和工作方式，那么为什么ABAQUS在显示分析中会弄出这么一个数组呢，为什么要给单元分批，并且每次读进一批单元后，要把他们分在不同的“篮子”里呢，在此我们猜测这是为了多核并行计算准备的数组，这样便可以说通一切。

以上便是今天的全部分享，祝大家工作顺利，科研顺利！Respect！