18、6.4 三维有限元模型

6.4 三维有限元模型

1. 引言

在计算力学领域中，三维有限元模型（3D FEM）是解决复杂弹塑性问题的重要工具。通过FORTRAN编程实现三维有限元模型，不仅可以提高计算效率，还能更好地理解和掌握材料在多轴应力状态下的行为。本文将详细介绍如何使用FORTRAN编写三维有限元模型的代码，涵盖模型初始化、循环计算、子程序调用等核心内容。

2. 示例程序结构

在编写三维有限元模型的FORTRAN代码时，程序结构至关重要。一个典型的三维有限元模型程序由主文件和多个子程序文件组成。主文件负责整体控制和数据管理，子程序文件则处理具体的计算任务。以下是程序结构的概述：

主文件 TestFile3D.f

主文件 TestFile3D.f 是整个程序的核心，负责初始化参数、管理循环、调用子程序并输出结果。具体步骤如下：

1. 初始化参数 ：定义杨氏模量 ( E )、泊松比 ( \nu )、增量数目 inc 等基本参数。
2. 打开输出文件 ：创建并打开输出文件 _Out.txt ，用于记录每一步的计算结果。
3. 循环计算 ：通过循环逐步应用应变增量，并调用子程序 CPP3D 进行弹塑性计算。
4. 结果输出 ：将每一步的计算结果（如应力、应变、位移等）写入输出文件，以