EasyPBC V.1.5 插件（模量+强度） 原创

用于 Abaqus/CAE 周期性代表体积单元（RVE）均匀化分析的自动化插件（直接放置于abaqus的Plugins文件夹下，例如：D:\software\Abaqus\Plugins路径下）。它的核心作用是：自动建立周期性边界条件（PBC），自动提交不同方向的分析任务，并计算 RVE 的等效材料性能。

版本的主要特点

可以把这个插件概括为：

自动 PBC + 等效弹性性能 + 热膨胀 + 密度 + 非线性强度计算

包含：

• Abaqus 2022 / Python 2.7 兼容性修改；
• 用户子程序文件选择功能；
• 完整失效强度计算功能；
• 强度曲线输出；
• 完整失效判定。

1. 自动创建周期性边界条件 PBC

插件会读取已经划分好网格的 RVE 实例（相对面的网格节点坐标完全一致），并自动：

• 获取模型在 X、Y、Z 方向的尺寸；
• 识别角点、边界节点以及 3D 模型的各个边；
• 根据 Mapping accuracy 容差匹配相对边界上的节点；
• 自动创建节点集；
• 自动创建参考点 RP；
• 自动建立 Abaqus Equation 约束，实现周期性边界条件。

因此，一般不需要手工逐个寻找相对面的节点，也不需要手工编写大量周期性约束方程。程序还会根据 Z 方向尺寸自动区分：2D RVE和3D RVE。

2. 计算等效弹性性能

2D 模型

可以计算：

• E11：X 方向等效杨氏模量
• E22：Y 方向等效杨氏模量
• G12​：XY 面等效剪切模量
• ν12​
• ν21

3D 模型

可以计算：

• E11
• E22
• E33
• G12
• G13
• G23

以及相应的泊松比：

• ν12、ν13
• ν21、ν23
• ν31​、ν32​

用户可以只勾选自己需要的方向，不必运行全部分析。

3. 只创建 PBC，不计算材料参数

界面中的：

If ticked, only corresponding PBC will be created

启用后，插件只负责建立周期性边界条件，而不会自动提交等效弹性性能计算任务。

4. 完整失效强度计算

勾选：

Calculate complete failure strength from peak macro stress

后，插件可以根据所选择的 E/G 方向自动进行强度分析。

2D 模型

可以计算：

• Xt：X 方向拉伸强度
• Xc：X 方向压缩强度
• Yt：Y 方向拉伸强度
• Yc：Y 方向压缩强度
• S12：XY 剪切强度

3D 模型

可以计算：

强度的计算方式

插件会：

1. 对 RVE 施加指定的宏观应变；
2. 获取参考点的位移 U 和反力 RF；
3. 根据 RVE 截面积计算宏观应力；
4. 得到宏观应力–应变曲线；
5. 将曲线中的最大绝对应力作为强度。

5. 判断是否达到“完整失效”

强度模块：

Residual force ratio for full failure flag

默认值为：0.05，即 5%。程序会检查峰值应力之后，最终剩余应力是否下降到峰值的 5% 以下。

例如峰值为100 MPa，若最终应力下降到5 MPa或更低，则标记FullFailure = True，否则，即使已经找到峰值，也会标记为FullFailure = False。也就是说，插件可以区分：

• 已经出现峰值强度
• 是否进一步发展到了接近完全失效

6. 可以使用用户子程序，也可以不使用

插件支持选择：

• .for
• .f
• .f90

形式的 Abaqus 用户子程序，例如 UMAT 等。

但这个选项是可选的。

不填写用户子程序

插件直接使用 Abaqus 模型中已经定义好的材料模型，例如：

• Elastic
• Plastic
• Damage
• Hashin 等 Abaqus 内置模型

任务仍然可以正常提交。

填写用户子程序

所有自动创建的 Abaqus Job 会带上所选择的用户子程序文件。

因此它既适合：

• Abaqus 内置材料模型；

也适合：

• UMAT 等自定义材料模型。

7. 热膨胀系数 CTE 计算

对于 3D RVE，插件可以根据：

• Initial temperature
• Final temperature

施加温度变化，并计算三个方向的等效热膨胀系数：

• CTE X
• CTE Y
• CTE Z

8. 自动计算质量和等效密度

插件会读取模型质量，并根据 RVE 的总体积计算：ρ=m\V，​因此结果中还包括：

• Total mass
• Homogenised density

9. 自动输出计算结果

弹性性能

会生成类似：

Model-1_elastic_properties.txt

其中包含弹性模量、剪切模量、泊松比、热膨胀系数、质量和等效密度。

同时还会生成：

Model-1_elastic_properties(easycopy).txt

方便直接复制数值。

强度结果

会生成：

Model-1_complete_failure_strength.txt

其中包括：

• Case
• Strength
• PeakStrain
• FinalStress
• FullFailure
• Note

此外，每个强度工况还会单独生成应力–应变曲线，例如：

• Xt_curve.txt
• Xc_curve.txt
• Yt_curve.txt
• S12_curve.txt

等。

10. 案例

界面：

模型：

设置：

结果：