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UMAT子程序?qū)崿F(xiàn)熱膨脹計算的小例子 ¥5
4.UMAT代碼詳解:
5.計算結果:
1.應力(左圖abaqus自帶模型,右圖自編UAMT子程序):可以看出自編的UMAT算出的結果與abaqus的是一致的。
2.熱膨脹應變(左圖abaqus自帶模型,右圖自編UAMT子程序):結果一致,abaqus中輸出熱膨脹應變記得要在應變E選項下勾上THE。
大家可以在此基礎上開發(fā)自己的本構模型,比如熱彈塑性等等。
技術鄰上SuperID和snowave02老師的課程讓我很快入門UMAT了,希望能繼續(xù)推出UMAT相關的的課程。
在此pick一下:
SuperID老師的課程:
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c15107
和snowwave02老師的課程:
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13034
附件給出了例子對應的cae文件(abaqus2020版本的)和UMAT子程序.for文件。
展開 談材料力學行為研究的標配—ABAQUS UMAT
</span></p><ul><li><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">什么是UMAT</strong></li><li><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">UAMT程序結構</strong></li><li><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">如何編寫UAMT</strong></li><li><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">如何調(diào)用UAMT</strong></li><li><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">如何調(diào)試UAMT</strong></li><li><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">如何配置子程序</strong></li><li><strong style="color: rgb(0, 0, 0);">未來設想</strong></li></ul><p class="ql-align-center"><strong style="background-color: rgb(255, 255, 0); color: rgb(0, 112, 192);">什么是UMAT</strong></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">UMAT:User-defined mechanical material。顧名思義,就是用戶自己定義材料力學行為的子程序。一般而言,就是定義材料的應力應變關系,即本構。最初接觸它的時候,有一點畏難心理,感覺這個不好學,而且麻煩。原因主要有:</span></p><p><span style="color: rgb(0, 0, 0);">(1)準備工作復雜。
展開 線彈性UMAT子程序驗證-對初級子程序用戶很有幫助 ¥3
現(xiàn)在以大家熟知的線彈性模型為例,以熟悉uamt子程序的語法結構,并驗證其正確性。
問題描述:
一個0.2×0.2×1m的由Q235鋼組成的細桿,其一端固定,另一端面上施加100Mpa的拉力,我們都知道Q235鋼的屈服極限為235Mpa,因此這是個線彈性問題,可以用abaqus自帶的材料模型解決,但是為了熟悉umat子程序語法結構并驗證其正確性,這里用umat子程序自定義材料本構關系,對上述簡單拉伸問題進行模擬。
具體步驟如下:
1、建立部件
2、輸入材料參數(shù)
3、創(chuàng)建實例
4、定義分析步
5、定義邊界條件
6、劃分網(wǎng)格
7、提交作業(yè)
8、顯示結果
我們在細桿上任選一點,z方向的應力為100Mpa,計算結果正確,從而驗證了umat子程序的正確性。
接下來,通過視頻的形式給大家詳細介紹本算例的umat子程序
展開 初識ABAQUS UMAT二次開發(fā)(二)
通過變量props傳遞給UAMT子程序。應力-應變關系曲線如圖2所示:
圖2 本構關系曲線(應力-應變關系曲線)
分析步和求解器設置:小編在試算的時候發(fā)現(xiàn),如果將荷載定義為節(jié)點力,那么使用abaqus/standard Static General程序求解收斂性不穩(wěn)定,使用Dynamic/implicit的擬靜態(tài)程序求解收斂性會好很多。本例施加的是節(jié)點位移荷載,我們選用Static General即可。在增量設置里選用Fixed類型,最大增量步設置為100步,增量步長設置為0.01。求解器類型選用迭代法,其它保持默認即可。
有關abaqus/standard求解非線性問題的相關介紹或知識,大家可以查看abaqus的幫助文檔或者莊茁老師的《基于abaqus的有限元分析和應用》的第八章,介紹的非常詳細。
展開 
JC本構模型以及UAMT和vumat子程序?qū)W習資料匯總(鏈接合集)
JC本構模型以及umat和vumat子程序?qū)W習資料匯總(鏈接合集),省去大家尋找資料的麻煩.部分資料免費,付費資料自行斟酌是否值得購買,本鏈接不負責.
JC本構參數(shù)標定參數(shù)反演以及二次開發(fā)相關資料整理(uamtvumat).docx
模塊化編程在Abaqus UMAT編寫中的應用實例
類似的子函數(shù)還有很多,大家可針對自己的問題,去嘗試開發(fā)
4、結束
限于篇幅,我們僅舉這樣幾個比較通用的子函數(shù),希望起到拋磚引玉的作用,最重要的是大家在自己編寫UMAT的過程中,也要常常有這種模塊化編程的思想,爭取省力的寫好UAMT。
也歡迎大家關注我的技術鄰主頁,主頁中有我關于UMAT編寫的教學視頻,也有一些我在編寫UMAT過程中踩過的坑,筆者自己也在學習UMAT的路上,盼望和大家互相學習,一同成長。
參考資料:
1、模塊化編程 https://wizardforcel.gitbooks.io/sjtu-cs902-courseware/content/80.html
展開 并不簡單的彈塑性本構子程序
問題是在UAMT/VUMAT里面是很難做這種偏導的,包括迭代數(shù)值計算,不是完全不能,而是寫出來大概率各種報錯,還不好調(diào)試找原因。在子程序里面,最穩(wěn)妥的就是寫加減乘除。
那時候?qū)憦椝苄员緲嫞瑢ξ依斫庾映绦蛞约癆BAQUS邏輯,起到了非常重要的作用。我的體會是,學寫子程序,應該先寫彈性,接著就寫彈塑性,這樣才能打好基礎。像我當時屬于是回頭補課。
在寫彈塑性本構之前,我對塑性流動是干嘛使的沒有直觀概念。寫的時候我才明白,由于只能先算出來等效塑性應變,沒有流動方向的話,就無法把它轉(zhuǎn)換到各個應變分量,不知道應變分量就無法計算應力。這玩意從數(shù)學上講,是一個轉(zhuǎn)換公式。
我們目前重工業(yè)上大部分的結構材料還是金屬,盡管ABAQUS中有自帶的JC模型,但是如果要模擬更復雜的情況,學會寫彈塑性本構就十分必要。
本期就給一個彈塑性VUMAT拉伸失效的案例,結合單元刪除技術,模擬結構破壞過程。
本構模型
采用經(jīng)典老演員JC模型描述本案例的彈塑性本構:
為了模擬結構破壞,采用如下準則判斷單元完全失效,滿足其一即可:
(1)材料Mises應力達到極限值;
(2)材料極限應變達到極限值。
子程序結構
子程序的基本結構如下:
1.初始化準備工作
程序首先進行初始化準備工作,讀入材料的彈性參數(shù)、強度參數(shù)、硬化參數(shù)以及應變率相關參數(shù),然后構建彈性剛度矩陣,為后續(xù)計算奠定基礎。
2.進入材料點循環(huán)
接下來進入材料點循環(huán),對每個積分點逐一進行計算。對于每個材料點,程序首先讀取上一步的狀態(tài)變量,包括累積的等效塑性應變、應力狀態(tài)以及背應力等內(nèi)部變量。
3.失效判斷
程序隨后進行失效判斷,檢查材料是否滿足失效準則。
展開 基于Runge-Kutta算法的硬化土模型二次開發(fā)
(2)通過三軸壓縮模擬實驗驗證了HS模型UAMT子程序開發(fā)的可靠性和必要性,并通過與其他本構模型對比,證明了HS模型能很好地模擬土體的應力應變關系。
(3)基于Runge-Kutta算法及Newton-Rapson迭代法對UMAT進行優(yōu)化的算法設計流程及思路可以為其他本構模型的開發(fā)提供借鑒,進一步促進巖土工程數(shù)值分析技術的發(fā)展。
參考文獻
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[2] 王仁輝.硬化土模型在Open Sees中的實現(xiàn)與應用[D].開封:河南大學,2021.
[3] 宗露丹,徐中華,翁其平,等.小應變本構模型在超深大基坑分析中的應用[J].地下空間與工程學報,2019,15(S1):231-242.
[4] 徐遠杰,王觀琪,李健,等.在ABAQUS中開發(fā)實現(xiàn)Duncan-Chang本構模型[J].巖土力學,2004(7):1032-1036.
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[9] 林德周.小應變土體硬化模型參數(shù)試驗研究及工程應用[D].杭州:浙江大學,2023.
展開 [分享]Abaqus 使用問答
Q: abaqus-uamt的老問題,缺少 \'ABA_PARAM.INC\'文件 ?
A: 在cvf6.5調(diào)試時,顯示 缺少 \'ABA_PARAM.INC\'文件!
這個沒有任何關系的,這個錯誤將在ABAQUS調(diào)用UMAT的時候自動會找到,僅僅有這個錯誤
將沒有任何影響的。也就是說,ABAQUS中調(diào)用的時候,實際并不存在這個錯誤。FT,忘了
說一句了,你把ABA_PARAM.INC.dp或ABA_PARAM.INC.sp拷到你的程序工作空間后 ,應該將
把ABA_PARAM.INC.dp或ABA_PARAM.INC.sp的后綴.sp或.dp去掉,即將ABA_PARAM.IN C.dp或
ABA_PARAM.INC.sp改名為ABA_PARAM.INC。
呵呵,他的意思是在Visual Fortran中調(diào)試其子程序,我覺得這是一個好辦法,我當時也
是這麼辦的,畢竟在ABAQUS中調(diào)試是非常麻煩的,只有當你的UMAT沒有語法或者明顯的邏
輯錯誤,你在ABAQUS中調(diào)試才能事半功倍。
Q: abaqus中有沒有布爾運算?能否在abaqus中將兩個體粘成一個體?
A: 可以,用constraint和interaction可以將兩個part進行定位的。
Q: abaqus里做靜力分析時怎么加重力加速度?在inp文件里的card是什么?
A: 如:
*DLOAD
ELSET, GRAV, 9.81, 0., 0., 1.
有疑問查一些*DLOAD卡就清楚了。
Q: 如何在ABAQUS CAE如何設定在某一節(jié)點上受集中力呢
請問一下在ABAQUS CAE如何設定在某一節(jié)點上受集中力呢??
我用CAE中的Set好象不能設定一個節(jié)點丫….
請問在CAE要如何設定,或則祇能在inp下設定呢??
A: 用set可以定義一個節(jié)點的。
展開 PART-03 Texgen-Angle Interlock織物模型的建立02 ¥1
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