Abaqus-Umat子程序理论基础与代码编写

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本期内容将详细讲解Abaqus二次开发之非线性强化Umat代码，通过这次的学习，只要是应用Mises屈服法则，率无关的任何非线性强化均可适用。

模型介绍：

弹性模量20GPa,泊松比0.3，延续上一节Umat的模型，硬化曲线方程：

材料设置：

编写流程：

计算弹性雅克比矩阵、更新弹性试应力、读取状态变量（弹性应变和塑性应变以及等效塑性应变）、编写计算强化系数和等效Mises应力的子程序（方便随时调用）、屈服后计算等效塑性增量、计算当前应力、弹性应变、塑性应变、调用Mises子程序、计算弹塑性雅克比矩阵、更新状态变量。

本次代码中用到了13个状态变量，1~6个为弹性应变，7~12个为塑性应变，13为等效塑性应变。

代码讲解：

部分代码如下（篇幅有限）：

        SUBROUTINE UMAT(STRESS,STATEV,DDSDDE,SSE,SPD,SCD,     1  RPL,DDSDDT,DRPLDE,DRPLDT,STRAN,DSTRAN,     2  TIME,DTIME,TEMP,DTEMP,PREDEF,DPRED,MATERL,NDI,NSHR,NTENS,     3  NSTATV,PROPS,NPROPS,COORDS,DROT,PNEWDT,CELENT,     4  DFGRD0,DFGRD1,NOEL,NPT,KSLAY,KSPT,KSTEP,KINC)C        INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'C        CHARACTER*80 MATERL        DIMENSION STRESS(NTENS),STATEV(NSTATV),     1  DDSDDE(NTENS,NTENS),DDSDDT(NTENS),DRPLDE(NTENS),     2  STRAN(NTENS),DSTRAN(NTENS),TIME(2),PREDEF(1),DPRED(1),     3  PROPS(NPROPS),COORDS(3),DROT(3,3),     4  DFGRD0(3,3),DFGRD1(3,3)        double precision, DIMENSION(NTENS)::deviatoricStress        double precision misesEqualStress,hydroStaticPressure,W     1   ,ONESY,DEQPL,SYIELDC        DIMENSION EELAS(6),EPLAS(6),FLOW(6)        PARAMETER (ONE=1.0D0,TWO=2.0D0,THREE=3.0D0,SIX=6.0D0)        DATA NEWTON,TOLER/1000,1.D-6/        INTEGER K1,K2,cnC     PROPS(1) - EC     PROPS(2) - NUC     PROPS(3) - SYIELDC     CALLS AHARD FOR CURVE OF SYIELD VS. PEEQC     ELASTIC PROPERTIESC        EMOD=PROPS(1)        EMU=PROPS(2)        EG2=EMOD/(ONE+EMU)        EG=EG2/TWO        EG3=THREE*EG        ELAM=EMOD*EMU/((ONE+EMU)*(ONE-TWO*EMU))CC     ELASTIC STIFFNESSC        DO  K1=1,NTENS        DO  K2=1,NTENS        DDSDDE(K2,K1)=0.0        enddo        enddoC        DO K1=1,NDI        DO K2=1,NDI        DDSDDE(K2,K1)=ELAM        enddo        DDSDDE(K1,K1)=EG2+ELAM        enddo        DO K1=NDI+1,NTENS        DDSDDE(K1,K1)=EG        enddo......

Props(1)代表杨氏模量，Props(2)代表泊松比，Props(3)代表初始屈服应力，Props(4)~Props(6)非线性强化相关系数。

38~69行：计算弹性雅克比矩阵，更新弹性试应力；

73~77行：读取状态变量；

83行：调用计算非线性强化系数子程序；

88~89行：调用等效Mises应力子程序；

97~103行：

107~119行：（其中112~119行的循环结构要看懂）

123~133行：

138~145行：调用等效Mises应力，更新弹塑性雅克比矩阵；

150~154行：将弹性应变、塑性应变、等效塑性应变储存在状态变量中。

160~185行：编写计算非线性强化系数子程序；

187~217行：编写等效Mises应力子程序。

本次的代码原本要为大家验证一下的，打开Abaqus的时候才发现子程序关联失常，就把代码先写出来吧，有兴趣大家可以自行验证，然后一起交流。

来源：易木木响叮当

ACT Abaqus 非线性二次开发 UM 理论材料

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首次发布时间：2023-06-01