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Introduction à ABAQUS
Introduction au logiciel ABAQUS Mécatro 2 - ENSIBS
Stéphane Bochard (d'après une présentation de Mickaël ABBAS de l'UTC)
EN TRAVAUX ! Version du 18/09/2012
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Introduction à ABAQUS • Plan
• Introduction • Descriptif des possibilités du logiciel exemple Abaqus/CAE
• Structure du logiciel exemple script inp
• Modularité et analyses complexes • Exemples • Conclusion
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités
ABAQUS est un code de calcul par la méthode des éléments finis créé en 1978 Deux grands codes: • ABAQUS/Standard: résolution par un algorithme statique implicite • ABAQUS/Explicit: résolution par un algorithme dynamique explicite Version utilisée : 6.8-3 Versions disponibles : 6.6 → 6.11
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction
Pré-processeur
• généralités
Fichier .inp
ABAQUS
ABAQUS
Standard
Explicit Fichiers .odb, .fil, .fin, .res
Post-processeur Version du 18/09/2012
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités • commandes
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ABAQUS fonctionne sous Linux (et Windows) depuis un terminal : $ mkdir Abaqus_mes_fichers $ cd Abaqus_mes_fichers $ abaqus cae Lance ABAQUS/CAE en interactif $ abaqus job=toto Lance l'analyse du job toto.inp $ abaqus viewer Lance le post-processeur $ gedit poutre.inp & $ tail -10f toto.msg $ rm job.* 5
Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités
L'aide est accessible depuis l'UBS à l'adresse :
http://abaqus-doc.univ-ubs.fr:2080
• commandes
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • généralités
ABAQUS ne gère pas les unités : c'est à l'utilisateur d'utiliser un système d'unités cohérent.
• commandes • unités
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif
Description succincte des possibilités d’ABAQUS: • Analyses • Éléments • Non-linéarités
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse
Domaines physiques: • Mécanique • Thermique • Électrique (piézo et thermique) • Problèmes couplés Problèmes: • Statique et dynamique • Linéaires et non linéaires Dynamique des corps rigides: depuis version 6.1
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif
Un très large choix d’éléments (plus de 100)
• Types analyse • Éléments
Possibilités de programmer de nouveaux éléments (en FORTRAN, sur ABAQUS/Standard) Version du 18/09/2012
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse • Éléments • Non-linéarités
Types de non-linéarités: • Matériaux • Géométriques • Contact Algorithmes robustes et paramétrables (NewtonRaphson standard à pas adaptatifs et méthode RIKS)
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse • Éléments • Non-linéarités
Non-linéarités matérielles • Hyper-élasticité • Plasticité • Visco-plasticité • Endommagement • Non-isotrope (y compris laminates = composites) Possibilités de programmer de nouvelles lois de comportement (en FORTRAN)
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse • Éléments • Non-linéarités
Non-linéarités géométriques • Grandes déformations • Grands déplacements • Grandes rotations • Instabilités (bifurcations, points-limites) Possibilités de remaillage automatique (type r) sur ABAQUS/Explicit
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Types analyse • Éléments • Non-linéarités
Non-linéarités de contact • Grands déplacements • Contact 2D et 3D • Rigide/Rigide, Rigide/Déformable, Déform./Déform. • Lois de frottement diverses et complexes Possibilités de programmer de nouvelles lois d’interaction (en FORTRAN)
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples
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• Exemple de la poutre encastrée • Exemple d’utilisation d’un script et de CAE
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp • CAE
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CRÉATION PAR CAE
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples
Modèle de la poutre encastrée
5
• Modèle
200
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1200
50
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE
Outils du module
Choix du module
Zone d'affichage Arborescence du modèle
Ctrl + alt + bouton gauche = rotation ●
Ctrl + alt + bouton centre = déplace ●
messages
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●
Ctrl + alt + bouton droit = zoom
●
Rotation molette centre = zoom
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE
1.
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3.
2.
PART création de la géométrie
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE
3.
1.
2.
= section (épaisseur)
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PROPERTY matériau et section
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE
Version du 18/09/2012
1.
2.
ASSEMBLY instance et assemblage
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE
1.
3.
2. 4.
Version du 18/09/2012
STEP Nlgeom et incrémentation
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE
2.
3.
1.
Version du 18/09/2012
LOAD chargement et CL
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE
Version du 18/09/2012
1.
2.
MESH maillage
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE
1.
Version du 18/09/2012
2.
3.
JOB lancer et suivre le calcul
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif •Abaqus/CAE
Version du 18/09/2012
1.
2.
VISUALIZATION post-traitement
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités
CAO externe
Pre Processing cae
Abaqus/CAE
éditeur inp dat Printed output
res
Analysis
Abaqus/Standard Abaqus/Explicit
Restart file
odb rpt
sta
Post Processing ps Postscript
fichier ascii Version du 18/09/2012
Message file
Status file
Abaqus/Viewer
Report file
msg
fichier binaire 27
Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Conclusion
ABAQUS est: • Puissant • Évolutif • Modulaire
Questions particulières ?
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • CAE • Fichier .inp
Version du 18/09/2012
CRÉATION PAR script INP
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure
Description de la structure d’ABAQUS: • Structure et fonctionnement du logiciel • Syntaxe du fichier d’entrée • Fichiers produits par ABAQUS
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
Méthodes pour générer un fichier d’entrée (.inp): • À la main (fichier texte) • Avec ABAQUS/CAE • Avec un logiciel annexe (I-DEAS, NASTRAN,…)
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
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Syntaxe du fichier d’entrée ** ** Poincon-1 ** *Node 1,4.,-3.123 2,2.61507,-3.123 *Element, type=R2D2 1, 1, 2
Commentaire Commande Données
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
* HEADING …
Définition du modèle
… * STEP … * END STEP * STEP
Définition de l’analyse
… * END STEP Version du 18/09/2012
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
Définition du modèle 1/ Géométrie: nœuds, éléments et surfaces * NODE * ELEMENT * NSET * ELSET …
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*Node 1034, -0.114164, -0.609972 1035, -0.100693, -0.468336 *Element, type=CPS4R 866, 1039, 1040, 1070, 1069 867, 1040, 1041, 1071, 1070 *Nset, nset=ToronF-1._G2, generate 1034, 1088, 1 *Elset, elset=ToronF-1._G2, generate 866, 909, 1 34
Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
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Définition du modèle 2/ Lois de comportement * MATERIAL *Material, name=Cuivre *Density * DENSITY 8.9e-09, * ELASTIC *Elastic 130000., 0.29 * PLASTIC *Plastic 166., 0. * FRICTION 254., 0.275 …
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
Définition du modèle 3/ Attribution des propriétés élémentaires * SOLID SECTION *Solid Section, elset=Connecteur, * BEAM SECTION material=Cuivre 3.4, * SHELL SECTION * SPRING * MASS * DASHPOT …
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
Définition du modèle 4/ Conditions limites * BOUNDARY * CLOAD * DLOAD * AMPLITUDE * CONTACT …
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*Amplitude, name=Amplitude1, smooth=0.25, def=smooth step 0., 0., 0.0002, 1. *Boundary, amplitude=Amplitude1 NdPoincon, 1, 1 NdPoincon, 2, 2, -3.9 NdPoincon, 6, 6
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
Définition de l’analyse 1/ Type analyse * STATIC * DYNAMIC …
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*STEP *STATIC 0.1,1 *END STEP
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
Définition de l’analyse 2/ Analyse non linéaire * Géométrique non-linéaire
*STEP,NLGEOM
* Analyse non-linéaire *STATIC 0.1 , 1. , 0.001
,
1.
Pas de temps max. Pas de temps min. Période du « STEP » Pas de temps initial
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée
Définition de l’analyse 3/ Sorties * NODE PRINT * EL PRINT * NODE FILE * OUTPUT …
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*Output, field, op=NEW, number intervals=20, time marks=NO *Node Output U, V, A, RF *Element Output S, PE, PEEQ *Output, history, op=NEW, time interval=1e-05 *Energy Output, elset=Cable_Connecteur ALLAE, ALLCD, ALLVD, ALLIE, ALLKE, ALLPD, ALLSE *FILE OUTPUT,number interval=20 *Node file U,RF
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers
Fichiers .inp, .res
Pré-processeur ABAQUS Fichiers .dat, .res, .odb, .log, .fil Calcul ABAQUS
Fichiers .dat, .res, .odb, .log, .fil, .msg, .sta Version du 18/09/2012
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers
Fichier .fil (BINAIRE-Compatibilité descendante) *FILE OUTPUT *NODE FILE *EL FILE *MODAL FILE *CONTACT FILE Possibilité de le transformer en fichier ASCII .fin Post-processeur extérieur
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers
Fichier .dat (ASCII-Compatibilité descendante) *NODE PRINT *EL PRINT *MODAL PRINT *CONTACT PRINT Utilisé pour le débogage des fichiers d’entrée Post-processeur extérieur
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers
Fichier .res (BINAIRE-Pas de compatibilité) *RESTART Utilisé dans l’analyse multi-étapes Pré-processeur ABAQUS (reprises) Post-processeur ABAQUS/Post
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Généralités • Le fichier d’entrée • Les autres fichiers
Fichier .odb (BINAIRE-Pas de compatibilité) *NODE OUTPUT *EL OUTPUT *OUTPUT, FIELD *OUTPUT, HISTORY Possibilité de traitement par un script+ABAQUS/CAE Post-processeur ABAQUS/Viewer Post-processeur ABAQUS/CAE Post-processeur Catia
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples
Modèle de la poutre encastrée
1200 5
• Modèle
50
200 3
1 I
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5 II
7 III
9 IV
11 V
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp
* HEADING Exemple de poutre cantilever * NODE 1, 0., 0. 11, 200., 0. * NGEN,NSET=BEAMS 1, 11, 2 * ELEMENT, TYPE=B21 1, 1, 3 * ELGEN, ELSET=BEAMS 1,5,2,1 * BEAM SECTION,SECTION=RECT,ELSET=BEAMS, MATERIAL=MAT1 50., 5.
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp
* MATERIAL,NAME=MAT1 * ELASTIC 2.E5, .3 * PLASTIC 200, 0.0 250, 0.05 300, 0.10 * BOUNDARY 1, 1, 6
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp
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* RESTART,WRITE,FREQ=3 * STEP,NLGEOM,INC=500 Application de la force concentrée * STATIC .01, 1., .001, 1. * CLOAD 11, 2, -1200
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp
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* NODE PRINT, FREQ=1 U, RF * EL PRINT, FREQ=1 S, E
Fichier .dat
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp
Version du 18/09/2012
* NODE FILE,FREQ=1 U, RF * EL FILE,FREQ=1 S, E
Fichier .fil
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Exemples • Modèle • Fichier .inp
* OUTPUT, FIELD, FREQUENCY=10 * ELEMENT OUTPUT, VARIABLE=PRESELECT * NODE OUTPUT, VARIABLE=PRESELECT * OUTPUT, HISTORY, FREQUENCY=1 * NODE OUTPUT,NSET=BEAMS U, RF * END STEP
Fichier .odb
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité
La modularité d’ABAQUS: • Génération automatique de modèle • L’analyse multi-étapes • Utilisation de Python et de CAE
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité
Automatisation et modularisation des modèles • Utiliser les commandes *INCLUDE et *INPUT • Utiliser Python et la commande *PARAMETER • Utiliser Python en conjonction avec CAE
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include
• Commande INPUT *Node, INPUT=/mod/noeuds1.num *Element, type= CPS4R, INPUT=/mod/elem1.num Fichier: /mod/noeuds1.num 1034, -0.114164, -0.609972 1035, -0.100693, -0.468336 Fichier: /mod/elem1.num 866, 1039, 1040, 1070, 1069 867, 1040, 1041, 1071, 1070 N’est pas utilisable pour toutes les commandes
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include
• Commande INCLUDE *INCLUDE, INPUT=/mod/Acier.mat Fichier: /mod/Acier.mat *Material, name=Acier *Density 7.8E-09, *Elastic 210000., 0.30
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python
Le langage de script Python est: • Gratuit et libre (www.python.org) • Modulaire (librairies de toutes sortes) • Structuré et à logique « objet » Les commentaires sont indiqués par # Python est sensible à la casse
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python • Python/CAE
Environnement extérieur Fichiers .py PYTHON
ABAQUS/CAE
Fichiers .odb
Fichiers .inp
Calcul ABAQUS
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python • PythonCAE • Reprises
L’analyse multi-étapes: • Correspond à une réalité physique • Simplifie et structure l’analyse
Commandes de base: • STEP, END STEP • RESTART
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Introduction à ABAQUS • Plan • Introduction • Descriptif • Structure • Modularité • Input & Include • Python • Parameter • Python/CAE • Reprises
Exemple: *STEP *STATIC 0.1,1 *CLOAD 1,1,10 2,2,20
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*STEP *STATIC 0.1,1 *CLOAD,OP=NEW 2,2,10 3,1,30
2
20 10
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*STEP *STATIC 0.1,1 *CLOAD,OP=MOD 2,2,30 3,1,20
3 1
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