UMAT/VUMAT
關(guān)注創(chuàng)建者：葉凡 創(chuàng)建時(shí)間：2015-12-07
UMAT/VUMAT的視頻教程
ABAQUS 細(xì)觀混凝土UMAT/VUMAT二次開發(fā)cohesive element偏心加載梁開裂分析—SCI論文復(fù)現(xiàn)
因此需要通過ABAQUS二次開發(fā)接口UMAT/VUMAT單獨(dú)開發(fā)適合微觀混凝土開裂分析的拉剪耦合cohesive單元本構(gòu)。
￥2000 2小時(shí)35分鐘 592播放
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淺談ABAQUS子程序UEL/UMAT開發(fā)及應(yīng)用
2、從UEL/UMAT看ABAQUS的運(yùn)行邏輯——什么是迭代？ 3、如何寫好UEL/UMAT以及修改INP文件 4、UEL常見問題及疑難雜癥 5、UMAT轉(zhuǎn)VUMAT接口介紹 6、超算+云=？——淺談計(jì)算力學(xué)與超算云的未來 7、相場斷裂力學(xué)的發(fā)展 8、UMAT/UEL在相場斷裂力學(xué)中的應(yīng)用 https://www.bkunyun.com/wap/console?
￥10 1小時(shí)25分鐘 919播放
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UMAT/VUMAT的實(shí)例教程
黃永剛院士編寫的單晶晶體塑性UMAT，主要用于在Abaqus有限元軟件中進(jìn)行單晶及多晶晶體塑性變形的計(jì)算。許多科研人員通過改寫其晶體塑性UMATs，建立自己的本構(gòu)子程序并發(fā)表論文。利用該本構(gòu)子程序進(jìn)行材料模擬的研究方向很廣泛，包括但不限于修改材料滑移、孿晶系，修改硬化方程，加入損傷，將隱式分析的UMATs修改為顯式分析的VUMATs等，理解其基本理論并將公式與代碼對應(yīng)是改寫的關(guān)鍵。
晶體塑性的理論和UMAT自學(xué)難度較高，對于初學(xué)者自己讀懂代碼基本需要半年以上的時(shí)間，本課程旨在講解黃永剛晶體塑性UMAT的理論、公式及代碼，有助于初學(xué)者在兩周之內(nèi)熟悉和掌握晶體塑性的基本理論和子程序，加快代碼改寫進(jìn)度。
本課程課件PPT長達(dá)90頁+，課程形式為一對一線上講解，時(shí)長約為3-4小時(shí)。主要面向高校研究生，需要具備張量分析的基本知識。可以根據(jù)學(xué)生的基礎(chǔ)適當(dāng)增加UMAT和VUMAT編程的講解，F(xiàn)ortran基本語法等，亦可根據(jù)需求針對性的分析UMATs修改方法。課程的內(nèi)容主要包括如下方面：
本構(gòu)模型推導(dǎo)
主要包含了應(yīng)變分解、本構(gòu)方程、硬化方程、本構(gòu)時(shí)間積分方法及雅克比矩陣等推導(dǎo)。
雅克比矩陣推導(dǎo)過程
本構(gòu)子程序逐行解讀
主要包括了UMATs基本功能、UMATs結(jié)構(gòu)、函數(shù)解讀、主程序逐行解讀等；
主程序代碼逐行展開解讀
3.UMATs改寫VUMATs方法
UMAT主要應(yīng)用于隱式分析，而對于大變形接觸問題，隱式分析往往計(jì)算效率較低。對于接觸、碰撞、沖擊等問題采用VUMAT往往具有更高的計(jì)算效率和收斂速度。該部分主要對UMATs和VUMATs的區(qū)別進(jìn)行講解，介紹UMATs改寫VUMATs的要點(diǎn)。
展開 一．接口程序的目的
希望通過接口程序，直接將UMAT轉(zhuǎn)化為VUMAT子程序進(jìn)行調(diào)用。這樣對于現(xiàn)有的UMAT材料本構(gòu)子程序，當(dāng)需要在ABAQUS/Explicit中調(diào)用該本構(gòu)模型時(shí)，無需費(fèi)時(shí)費(fèi)力重新編寫出VUMAT。
友情提示：在學(xué)習(xí)本程序前請先學(xué)習(xí)UMAT和VUMAT的知識，否則無法理解本程序！
請參考：ABAQUS幫助文檔http://wufengyun.com:888/books/sub/default.htm
二．UMAT和VUMAT子程序變量對比
了解UMAT和VUMAT中所使用的變量，掌握其異同點(diǎn)，對于接口程序的設(shè)計(jì)非常重要。下表進(jìn)行了變量的對比。（附件中包含此EXCEL表）
三．算法設(shè)計(jì)
1.VUMAT進(jìn)程開始；
2.轉(zhuǎn)換至ABAQUS/Standard進(jìn)程計(jì)算，注意將張量應(yīng)變?yōu)楣こ虘?yīng)變（張量應(yīng)變和工程應(yīng)變介紹請參考 https://zhuanlan.zhihu.com/p/20240036）；
3.對UMAT中需要使用的變量進(jìn)行賦值并調(diào)用UMAT；
4.轉(zhuǎn)換回ABAQUS/Explicit進(jìn)程；
四．實(shí)例對比
以CPT貫入（ALE法）為例，土體采用Mises本構(gòu)模型（請參考我的帖子：mises本構(gòu)模型UMAT（附源代碼和詳細(xì)注釋），http://www.yqgqt.org.cn/content/post/437599）。考慮以下兩種情況：
1. 通過接口程序?qū)ises本構(gòu)模型的UMAT子程序轉(zhuǎn)換為VUMAT（命名為UV-mises-OK）后進(jìn)行調(diào)用；
2.
展開 黃永剛院士編寫的單晶晶體塑性UMAT，主要用于在Abaqus有限元仿真中進(jìn)行單晶及多晶晶體塑性變形的計(jì)算，是許多科研工作者學(xué)習(xí)晶體塑性模擬的教學(xué)資源?？梢栽谄浠A(chǔ)上對硬化模型進(jìn)行修改，甚至引入損傷。
UMAT主要應(yīng)用于隱式分析，而對于大變形接觸問題，隱式分析往往計(jì)算效率較低。對于接觸、碰撞、沖擊等問題采用VUMAT往往具有更高的計(jì)算效率和收斂速度。本文旨在將Huang編寫的UMAT改寫為VUMAT，并進(jìn)行對比驗(yàn)證。
將UMAT改寫為VUMAT需要從以下方面考慮：（1）UMAT是在積分點(diǎn)上調(diào)用的，而VUMAT一次調(diào)用會計(jì)算很多個(gè)積分點(diǎn)上的變量，需要對子程序接口形式進(jìn)行修改；（2）Huang本構(gòu)中的轉(zhuǎn)動張量DROT是用于對滑移面和滑移方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的，在UMAT中，Abaqus會提供轉(zhuǎn)動張量DROT，在VUMAT中，子程序接口沒有提供DROT，需要通過VUMAT傳入的變形梯度更新滑移面和滑移方向；（3）顯示分析采用了Green-Naghdi率，而隱式分析采用Jaumann率，需要對應(yīng)變率進(jìn)行修改。
采用了兩個(gè)多晶模型進(jìn)行一致性的驗(yàn)證，第一個(gè)模型是125個(gè)網(wǎng)格的單位長度代表體積單元，每25個(gè)網(wǎng)格設(shè)置1個(gè)取向。第二個(gè)模型是采用Voronoi方法獲得的15個(gè)不同取向晶粒的多晶模型。
（1）15個(gè)不同取向晶粒的多晶模型
15個(gè)不同取向晶粒的多晶模型，采用狗骨單軸拉伸試件進(jìn)行數(shù)值試驗(yàn)，有限元模型如下圖所示。開展單軸拉伸，UMAT采用隱式分析，VUMAT采用顯式分析。
展開 writing a UMAT_VUMAT.pdf
希望有興趣的小伙伴可以一起交流討論
UMAT/VUMAT從入門到進(jìn)階子程序集合——Progressive damage analysis of Laminated Composites（PDALAC）層合板漸進(jìn)損傷分析
==前情須知：以下內(nèi)容為外網(wǎng)搬運(yùn)，屬于難得的高質(zhì)量子程序集合，由于完全開源，內(nèi)容不涉及侵權(quán)，不涉及抄襲，內(nèi)容收費(fèi)并非版權(quán)收費(fèi)==
適用人群：
1、關(guān)注復(fù)合材料漸進(jìn)損傷分析的研究者
2、ABAQUS二次開發(fā)子程序編寫復(fù)合材料本構(gòu)需求者
3、具備一定的自主學(xué)習(xí)能力和FORTRAN程序閱讀能力者
4、具備一定的英文閱讀能力的人（單詞不認(rèn)識ctrl+c\ctrl+v查一下都不會的別碰）
5、不適合不具備獨(dú)立思考能力的人
6、歡迎各位大佬交流，如果有質(zhì)量比較好的代碼互相分享，可以直接加我QQ互幫互助，計(jì)算力學(xué)相關(guān)來者不拒
由于技術(shù)鄰發(fā)帖內(nèi)容有限，有需求的可以下載PDF深入了解本貼內(nèi)容。
UMATVUMAT從入門到進(jìn)階子程序集合——Progressive damage analysis of Laminated Composites（PDALAC）層合板漸進(jìn)損傷分析系列.pdf
以下為付費(fèi)內(nèi)容部分展示
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UMAT/VUMAT的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
UMAT/VUMAT的最新內(nèi)容
UMAT / VUMAT 的二次開發(fā)： 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)材料庫無法覆蓋新興材料（如具有形狀記憶效應(yīng)的鎳鈦合金、相變誘發(fā)塑性的TRIP鋼、或者超高周疲勞退化材料）時(shí)，最高階的仿真工程師必須依賴Fortran或C++編寫用戶自定義材料子程序（UMAT用于Abaqus/Standard隱式求解，VUMAT用于Abaqus/Explicit顯式求解）。
晶體塑性模擬中的大變形網(wǎng)格重劃分4個(gè)月前
相關(guān)做法完美的集中到damask3.0版本里面，然而需要指出的是：DAMASK/譜方法更偏向規(guī)則網(wǎng)格與RVE范式，而工程里經(jīng)常需要：任意幾何與復(fù)雜邊界（非周期、接觸、局部細(xì)化等），以及不同工藝路徑（多道次、換向、局部約束），Abaqus CPFEM（UMAT/VUMAT）在這些方面更“通用”，所以把“remesh + 狀態(tài)變量映射”做成一套工作流，就能把大變形晶體塑性更穩(wěn)地推進(jìn)到更高壓縮/更大應(yīng)變階段
damask 子程序在windows平臺直接編譯使用5個(gè)月前
把 DAMASK 在 Windows 下穩(wěn)定編譯并能直接接入 Abaqus 的 UMAT/VUMAT，本質(zhì)上是把“建?！?jì)算—后處理—實(shí)驗(yàn)對比—模型迭代”的閉環(huán)放進(jìn)同一套系統(tǒng)里，減少無意義的遷移，讓時(shí)間回到真正決定論文質(zhì)量與工程可信度的環(huán)節(jié)：模型、數(shù)據(jù)與物理機(jī)制。
/VUMAT二次開發(fā)
微觀復(fù)合材料屬性預(yù)測與本構(gòu)實(shí)現(xiàn)
優(yōu)化與AI集成
OptiStruct, Isight, MATLAB/Simulink + Python (TensorFlow/PyTorch)
優(yōu)化設(shè)計(jì)、機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測、多目標(biāo)優(yōu)化
四、推薦硬件配置（按應(yīng)用場景
尤其我們做UMAT/VUMAT，需要使用實(shí)體網(wǎng)格，這時(shí)候ABAQUS的自帶的鋪層模塊就沒法用了。鋪層一多，搞鋪層定義就需要花時(shí)間。
在這個(gè)執(zhí)念下，后來我編寫了很多參數(shù)化建模的小工具在項(xiàng)目里使用。
本期我們就以最簡單的層合板為例，介紹一下自己搞自動建模工具的思路，本次開發(fā)采用MATLAB語言。
了解數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
我們首先需要了解兩個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。
只要涉及強(qiáng)度預(yù)測、失效準(zhǔn)則、蠕變、粘彈性、疲勞、應(yīng)變率效應(yīng)、固化變形等等研究，大家的論文中如果沒有本構(gòu)的討論、UMAT或者VUMAT的內(nèi)容，就會顯得文章沒有深度。即便是用其他的商用軟件，也會涉及到自定義本構(gòu)的問題。UMAT之于ABAQUS，就像UDF之于Fluent。
各向同性彈塑性本構(gòu)的vumat源代碼：通過修改umat8個(gè)月前
最后在主程序中調(diào)用時(shí)，先將vumat的變量轉(zhuǎn)化為umat相關(guān)的變量，計(jì)算完畢之后再轉(zhuǎn)化為vumat
!
內(nèi)聚力單元由于其本身為單元，因此二次開發(fā)接口為UMAT（顯式為VUMAT），而內(nèi)聚力接觸的二次開發(fā)接口為UINTER（顯式為VUINTER）。其中UMAT編寫規(guī)則與傳統(tǒng)實(shí)體單元存在不同，關(guān)于UMAT內(nèi)聚力單元二次開發(fā)本人已有論文復(fù)現(xiàn)案例，感興趣同學(xué)可以通過主頁了解。對于UINTER內(nèi)聚力接觸二次開發(fā)后續(xù)喵星人也會開展案例教學(xué)，敬請期待！
復(fù)合材料螺栓連接視頻模型及UMAT/VUMAT子程序10個(gè)月前
1.復(fù)合材料螺栓連接視頻教程；
2.復(fù)合材料螺栓連接UMAT子程序；
3.復(fù)合材料螺栓連接VUMAT子程序；
4.復(fù)合材料螺栓連接接觸視頻案例
同時(shí)用戶還可以根據(jù)自己的需求，自定義材料子程序（UMAT/VUMAT），設(shè)計(jì)個(gè)性化的損傷材料模型。
在研究生課題組中，有項(xiàng)目方向是做液體流動遷移擴(kuò)散仿真，故考慮ABAQUS是否能夠進(jìn)行液體性質(zhì)模擬。
本作業(yè)主要應(yīng)用Umeshmotion子程序模擬高溫下冰塊的熱傳遞和融化過程。
