abaqus中自帶的本構的案例
【JC本構插件】abaqus中如何確定Johson-Cook本構A、B和n等參數 ￥19.89
當我們用abaqus模擬沖擊動力學問題時，經常會考慮使用Johson-Cook本構，而正確輸入材料本構的各參數，對我們的仿真結果意義重大，今天我們就來介紹下abaqus中JC本構的各參數識別問題。
Johnson-Cook塑性模型是一種具有硬化規律和速率依賴的解析形式的米塞斯塑性模型，主要適用于許多材料的高應變率變形模擬，包括大多數金屬。
通常用于絕熱瞬態動態模擬;與Abaqus/Explicit中的Johnson-Cook動態失效模型結合使用;Abaqus/Explicit中，可以結合拉伸破壞模型來模擬拉伸剝落或壓力斷口;可與漸進損傷和失效模型(漸進損傷和失效)結合使用，以指定不同的損傷起始準則和損傷演化規律，同時允許材料剛度的漸進退化和網格單元的移除;必須與線彈性材料模型(線性彈性行為)或狀態方程材料模型(狀態方程)結合使用。
下面是JC本構的一般表達式，該模型中主要確定A、B、n、C和m等參數。可以看到J-C本構的主體由三部分構成，分別表征了材料的應變硬化、應變速率硬化（強化）以及溫度軟化，可以概括為“兩硬一軟”。
A-參考應變率和參考溫度下的初始屈服應力，B和n-材料應變硬化模量和硬化指數，C-材料應變率強化參數，m-材料熱軟化指數。
查幫助文檔可以知道各參數含義如下：
當我們不考慮應變速率和溫度影響時，該表達式就簡化為下面的表達式：
如果我們確定了參數A、B和n，那么我們在abaqus中就能輸入相應的JC參數，重點來了！
展開 求abaqus中Si的本構
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Abaqus中陶瓷本構模型及其數值計算應用
圖1 3種JH陶瓷本構模型
（圖片引自Numerical simulation of ballistic impacts on ceramic material. A.P.T.M.J. Lamberts. Eindhoven University of Technology, 2007）
雖然Johnson、Holmquist等人對陶瓷的本構模型開展了大量的研究，將陶瓷材料的響應分為完整和失效兩種狀態，但實際加載時應力狀態較為復雜，通過JH本構模型反映其損傷失效過程仍較為粗糙。現有的JH本構中，彈性未損傷段參數多為根據試驗數據得出，但陶瓷損傷失效段參數則多為根據試驗結果擬合得出。
2 數值計算軟件中本構模型
陶瓷由于其波速高、模量大，具有良好的抗侵徹性能，在各類型裝甲設計中被廣泛應用。而JH本構形式簡單，易于理解，已成為Abaqus、LS-DYNA和Autodyn等商用軟件的內嵌本構模型，可一定程度上滿足日常使用及工程計算要求。
對于陶瓷材料Abaqus幫助中給出了3種本構模型，Extended Drucker-Prager本構（以下簡稱DP本構）、JH-2和JHB本構模型。DP本構多用來模擬巖土材料（粒狀土壤和巖石），擴展DP本構給出的應力與壓力的關系也與JH本構中未損傷時應力與壓力的關系類似，其損傷段定義采用等效塑性應變與應力三軸度的對應關系進行定義，狀態方程采用Mie-Grüneisen形式（詳見Abaqus相應部分幫助）。
Abaqus官方幫助中給出的JHB本構模型參數如表1所示。其中標紅部分與Abaqus幫助（2021版本）不同，應為幫助原文疏漏。
展開 ABAQUS中UMAT中的經典循環塑性本構模型及相應子程序代碼 ￥20
ABAQUS中UMAT中的循環塑性模型，包含非線性各向同性強化彈塑性、線性各向同性強化彈塑性、線性隨動強化彈塑性模型，包含CAE文件、UMAT文件等。
形狀記憶聚合物本構關系在abaqus中實現
<p>有需要形狀記憶聚合物abaqus本構關系程序的聯系我，通過abaqus內置本構模型即可設置SMP材料屬性。</p>
非線性本構關系在ABAQUS中的實現
非線性本構關系在ABAQUS中的實現-闞前華，康國政，徐祥
歡迎大家引用和閱讀！
Abaqus中利用橡膠實驗數據獲取本構函數曲線
ABAQUS軟件中有多種橡膠材料的本構模型，材料本構模型與試驗數據的關聯程度直接影響橡膠分析的精度。ABAQUS提供自動材料評估工具，該工具不僅能夠使用試驗數據擬合出所選本構函數（應變能函數）的參數，而且還能將本構函數曲線與試驗數據（名義應力-應變曲線）繪制在同一圖表中，便于對比擬合效果。
1、選擇超彈性材料，輸入源為：Test data。
2、分別輸入單軸、雙軸、平面或其中一種試驗數據，如下圖單軸拉伸試驗數據。根據試驗數據種類的多少選擇不同的本構模型。
3、返回模型樹，使用Evaluate 功能來評估多種應變能函數。
4、查看擬合出不同應變能函數的參數及其數據穩定范圍
5、查看擬合出的曲線結果，可對比不同應變能函數擬合出的曲線差異。
文章來源：有限元在線
展開 如何在ABAQUS中嵌入Cowper-Symonds本構模型 ￥49
1977年，G.R.Cowper和P.S.Symonds兩位學者提出了Cowper-Symonds（C-S）本構模型，該模型考慮了材料的應變率效應，在工程碰撞沖擊領域應用中被廣泛應用，C-S本構模型表達式如下所示。
C-S本構模型分為應變率模型和材料分段線型塑性模型兩部分，在ABAQUS中嵌入C-S本構模型時，先輸入材料分段線性塑性模型（材料靜態應力-應變曲線），再疊加應變率效應模型。
本文詳述在ABAQUS中嵌入Cowper-Symonds本構模型的流程。
展開 Abaqus 中常用的復合材料本構介紹【圖文+視頻】
Abaqus復合材料結構分析中，常用的與復合材料相關的材料本構有以下幾種。
uEngineering constants
uLamina
uOrthotropic
uFully unisotropic
uTraction（層間/界面）
各向同性材料Isotropic
共有楊氏模量E和泊松比μ兩個材料常數。
工程常數Engineering Constants
三維正交各向異性材料本構，9個材料常數。
Lamina
二維情況下，4個材料常數E1、E2、G12、v12，除此之外，Abaqus中二維Lamina材料本構中仍然需要 輸入G13和G23兩個剪切模量，以計算橫向剪切剛度。
正交各向異性Orthotropic
這類材料本構在CAE中需要輸入的是彈性矩陣系數，計算公式如下：
完全各向異性材料Anisotropic
三維完全各向異性材料：直接指定彈性矩陣，無對稱面，共21個獨立彈性系數。
點擊播放視頻
該視頻主要講解了Abaqus 中常用的復合材料本構。
展開 鎂合金血管支架的腐蝕本構模型在Abaqus中vumat子程序的實現
然而，合金支架在血管內仍不可避免的遭受血液等介質的腐蝕作用，因此研究血管支架在血液內受腐蝕后的支撐性能在臨床上具有重要意義，而支撐性能的研究則與合金結果在血液環境中的腐蝕機理密切相關。</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201911/a684e8290f134033b472d5e26a02784b.png" title="1.png" alt="1.png" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201911/a684e8290f134033b472d5e26a02784b.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201911/a684e8290f134033b472d5e26a02784b.png?image_process=/format,webp/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/201911/a684e8290f134033b472d5e26a02784b.png">
</div><p>二。模型介紹</p><p> 附件文獻【1】中，作者分析了合金在血液環境中的應力腐蝕機制，進而引入了連續損傷模型，其可以通過Abaqus的vumat子程序來實現這一過程。
展開 結構膠內聚力單元（cohesive element）本構在ABAQUS和LS-DYNA中的應用 ￥5.99
現代結構設計中經常可以見到采用膠粘接的連接關系，采用膠粘的結構在受到外載荷作用時，有可能會發生局部脫膠或全部脫膠的情況，在設計前期進行校核的時候我們就需要注意膠粘界面的強度是否滿足設計要求，并以此來判斷所選膠的型號是否可行。本文以一簡單的膠粘兩塊板的模型說明內聚力單元在ABAQUS和LS-DYNA軟件中的應用。
ABAQUS采用的隱式計算，在顯式計算中的設置與隱式計算的設置相同，LS-DYNA采用的顯式計算，由于給的時間較短，可以看出板有明顯的抖動，僅供交流學習，感興趣的可以下載后邊的.inp和.k文件
算例丨Abaqus軟件中陶瓷本構模型及侵徹損傷失效數值計算應用實例
圖1 3種JH陶瓷本構模型
雖然Johnson、Holmquist等人對陶瓷的本構模型開展了大量的研究，將陶瓷材料的響應分為完整和失效兩種狀態，但實際加載時應力狀態較為復雜，通過JH本構模型反映其損傷失效過程仍較為粗糙。現有的JH本構中，彈性未損傷段參數多為根據試驗數據得出，但陶瓷損傷失效段參數則多為根據試驗結果擬合得出。
1 數值計算軟件中本構模型
陶瓷由于其波速高、模量大，具有良好的抗侵徹性能，在各類型裝甲設計中被廣泛應用。而JH本構形式簡單，易于理解，已成為Abaqus、LS-DYNA和Autodyn等商用軟件的內嵌本構模型，可一定程度上滿足日常使用及工程計算要求。
對于陶瓷材料Abaqus幫助中給出了3種本構模型，Extended Drucker-Prager本構（以下簡稱DP本構）、JH-2和JHB本構模型。DP本構多用來模擬巖土材料（粒狀土壤和巖石），擴展DP本構給出的應力與壓力的關系也與JH本構中未損傷時應力與壓力的關系類似，其損傷段定義采用等效塑性應變與應力三軸度的對應關系進行定義，狀態方程采用Mie-Grüneisen形式（詳見Abaqus相應部分幫助）。
Abaqus官方幫助中給出的JHB本構模型參數如表1所示。其中標紅部分與Abaqus幫助（2021版本）不同，應為幫助原文疏漏。
表1 JHB本構模型參數
JHB本構模型的應力與壓力關系主要分為完整（Intact）和損傷（Failed）兩部分，表1中下標帶有 i 的即為完整部分相應參數，下標 f 即代表損傷部分參數；雖然JHB本構模型公式中考慮了脆性材料的相變特性，表1標藍部分參數應為對應的相變參數，但幫助中全部設置為0，推知官方幫助中給出的這組參數不能考慮陶瓷相變的影響。
Abaqus官方幫助中給出的JH-2本構模型參數如表2所示。
展開 基于均一化方法的Trip鋼本構模型在Abaqus中umat子程序的實現
附件1-主要復現改編此篇-基于均一化方法的TRIP鋼本構模型研究_鄧軍杰.pdf
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混凝土彈塑性損傷本構模型在Abaqus中vumat子程序的實現
混凝土彈塑性本構
混凝土的受力非線性行為同時包含微裂縫(微缺陷)和塑性流動這兩種微觀機制的影響，導致混凝土材料具有以如下顯著特征：
1)峰值應力后存在不穩定區域并伴隨明顯的剛度退化和強度軟化；
2)加卸載時的滯回特性：變形超過定的閥值后，混凝土完全卸載后存在著不可恢復變形；
3)有側限(如雙軸受壓應力狀態)時材料的強度和延性明顯增大；
4)由于拉應力的影響，二維拉壓應力下混凝土的受壓強度較一維抗壓強度低，即所謂的拉壓軟化效應(vcccllio and Collins，1986)；
5)單邊效應：受拉強度和受壓強度明顯不同；損傷特別是受拉時的損傷具有明顯的方向性：荷載反向后受拉裂縫閉合會導致混凝土的剛度恢復
二。vumat子程序的實現
本文作者根據上述本構，參考如下的子程序編寫流程可以實現vumat子程序的編寫。
從而可以模擬混凝土的塑性損傷，結果如下所示：
結果表明，本文所編寫的子程序準確有效。
參考文獻：
吳建營，《基于損傷能釋放率的混凝土彈塑性損傷本構模型及其在結構非線性分析中的應用》
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展開 康國政老師的書《非線性本構關系在ABAQUS中的實現》第7章的幾處疑似印刷錯誤
《非線性本構關系在ABAQUS中的實現》是由闞前華、康國政、徐祥三位老師著的重要的關于采用abaqus編寫本構關系的著作。該書出版后獲得了廣大abaqus本構開發研究者的廣泛好評和推薦。
圖片來源（實體書拍照）
該書第一章描述了全量和增量兩種形式的本構關系，本構關系的張量表示，非線性方程組的求解策略和本構關系的有限元實現過程及abaqus的用戶材料子程序接口，后續幾章內容分別描述了非線性彈性，彈塑性，黏塑性，超彈性，循環彈塑性和循環黏塑性，耦合損傷循環塑性，大變形彈塑性循環本構，晶體塑性循環和應變梯度塑性等內容。涉及的本構關系種類多樣，推導詳細，對筆者在開發彈塑性材料本構方面有十分大的啟發。
本文主要針對該書第7章“循環彈塑性本構關系”中的幾處疑似印刷錯誤進行討論。本文作者在彈塑性本構方面尚未達到入門水平，無論是在本構關系的知識廣度還是深度上，都與本書作者三位老師相距甚遠，本文指出的幾處疑似印刷錯誤僅僅從書中內容印刷出發，不涉及本構關系的具體理論糾正，指出的也僅僅是本人的個人看法，非常可能本人理解有誤，歡迎三位作者和其他讀者批評指正。
第一處：
第101頁式（7-26）為：
第102頁式（7-27）為：
從式（7-26）推導至式（7-27），式（7-27）中的分母有誤，實際上式7-27應當是：
第二處：
書中（7-29）式：
實際應為：
第三處：
書中第（7-30）式：
上式應為：
第4處：
上式應為：
第5處：
上式應為：
以上，即是《非線性本構關系在ABAQUS中的實現》第7章循環彈塑性本構關系的部分疑似印刷錯誤。
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