1. 蠕變現象

蠕變現象簡單講，就是載荷不變，材料或者結構變形隨著時間的推移而逐漸增加的現象。引起蠕變的原因有很多，溫度、材料本構、載荷水平等等。從微觀機理上可以追溯到晶體結構。當然這不是我們做工程的該考慮的。

我們要考慮的是，如何用一個本構來描述這種變形特點。下面這個圖具備相當的代表性。

通常這類問題一個顯著的特點就是和時間相關，類似于一個生長現象。搞自然科學的，看到這基本都能猜到，這個本構一定要有自然常數。下面我們將以木材蠕變為例，介紹下在ABAQUS UMAT中如何實現蠕變仿真。

2. 本構理論

文獻[1]給出了木材蠕變過程中本構：

3. 算例

3.1 模型

考慮懸臂梁模型，如下圖。

3.2 邊界條件

根據蠕變的定義，模型必須現有一個穩定的載荷，因此可以分成兩個step。第一個step，完成力加載，第二個step保持載荷，實現蠕變變形的生長。

需要指出的是，蠕變通常需要在較長的時間尺度上才能有明顯的效果。比如我們要觀察100天的變形情況，那么這個時候，ABAQUS設定的總時間還是1，在UMAT里面要乘以相應的系數，給出物理時間，才能有效的實現蠕變效果。

3.3 結果

最終得到懸臂梁端部位移如下圖所示。從圖中可以看出，在最初的幾天，蠕變變形較大，隨著時間的推移，變形增加的幅度放緩，符合蠕變的特點。

參考文獻

[1]  《濕度變化和荷載作用下膠合木曲梁的工作性能研究》

[2]  《旋切板膠合木的蠕變及其對結構穩定性的影響》

 最后，有abaqus二次開發相關需求歡迎大家通過我們的微信公眾號聯系我們。

微信公眾號：320科技工作室