ABAQUS显式子程序调用规则及nblock变量解释

在使用ABAQUS进行有限元仿真时，调用用户子程序可以使用户解决一些问题时具有很大的灵活性。在实现更加复杂的计算过程时，ABAQUS软件与子程序之间的交互关系是需要了解的。Vxxxxxx(VUMAT/VUHARD/VUSDFLD等)子程序内需要将用户自定义变形部分写入(do k=1,nblock → end do)语句内，理解nblock的含义将对子程序的改进大有帮助。本文以VUHARD子程序为例，测试了ABAQUS显式算法在调用用户子程序时的基本规则。

首先建立了三维Part，为其赋予热变形本构参数（用户可参考Johnson-Cook模型），单元采用C3D8RT单元，具有8个节点，1个积分点。固定Z0面，施加沿Z+方向的位移载荷。

对模型划分成不同网格数量进行测试，测试结果下表所示。

单元数	核数	nblock	k
8	1	8	1-8
64	1	64	1-64
125	1	125	1-125
216	1	136；80	1-136；1-80
343	1	136×2；71	(1-136)×2；1-71
1000	1	136×7；48	(1-136)×7；1-48

统计结果表明，nblock的最大值为136。可得单元数和nblock的关系为：

单元数=136*A+B

以表中1000单元为例，A=7，B=48。

ABAQUS在调用VUHARD子程序时，每次向子程序提供136个单元（单元数＜136则提供所有单元）进行计算，使用(do k=1,nblock → end do)计算每一个单元的相关变量。因此对于1000单元来说，一共调用8次子程序。

设置全局变量commom /globals/ kdtest，在ABAQUS每一次调用子程序之后，给其加一，统计模拟过程中的总循环数，在(do k=1,nblock → end do) 循环内部输出变量kdtest的值。（全局变量可以不跟着k的循环而变化，用户可以根据需求设置其在代码中的功能），结果截图如下：

共1000个数据，1~7各重复了136次，8重复了48次，与上述分析一致。

因此在nblock实际代表的是ABAQUS提供给子程序的材料点块，这个块区包含的单元数与模型单元数有关，而k则是对该材料点块实现一个遍历，确保每个单元都被考虑到。本研究仅针对于单核计算来讲，多核模拟将在后续展开介绍。