UMAT開發(fā)的案例
UMAT開發(fā)者的進(jìn)階必修文檔
ABAQUS公司UMAT文檔，非常詳細(xì)，也是UMAT開發(fā)者的進(jìn)階資料
Writing a UMAT.pdf
巖土非線性本構(gòu)UMAT開發(fā) ￥666
巖土非線性本構(gòu)UMAT開發(fā)
有限元理論基礎(chǔ)及Abaqus內(nèi)部實(shí)現(xiàn)方式研究系列8：UMAT用戶子程序開發(fā)步驟（原創(chuàng)）
而現(xiàn)在市面上還沒有采用Matlab來(lái)開發(fā)商軟子程序的案例并不是dll混編語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)方式有多難，而是需要一種基于Matlab的調(diào)試方式，在Matlab中要重復(fù)商軟的有限元流程，并實(shí)現(xiàn)和商軟的雙向接口。iSolver是市面上第一款基于Matlab來(lái)開發(fā)商軟用戶子程序的軟件工具，支持用Matlab編寫和調(diào)試用戶子程序，并實(shí)現(xiàn)和Abaqus求解器的迭代調(diào)用。
本文首先簡(jiǎn)單的討論了UMAT的一般含義，并詳細(xì)的介紹了基于Fortran和Matlab兩種方式的UMAT的開發(fā)步驟，對(duì)比發(fā)現(xiàn)開發(fā)步驟基本相同，同時(shí)采用Matlab更加高效和靈活。最后采用同一個(gè)算例驗(yàn)證兩者分析結(jié)果完全一致，從而證明基于Matlab的UMAT的流程和結(jié)果的正確性。
==演示視頻==
https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c12884
章節(jié)5：基于Matlab開發(fā)Abaqus的UMAT用戶子程序，視頻演示了基于Matlab的UMAT的開發(fā)步驟，并和Abaqus自帶材料對(duì)比證明結(jié)果的正確性。
展開 LS-DYNA用戶子程序（UMAT）開發(fā)案例
最近在International Journal of Impact Engineering（中科院一區(qū)）上看到一篇文章，題目是”Plasticity based material model for concrete subjected to dynamic loadings（https://doi.org/10.1016/j.ijimpeng.2020.103581）“，作者開發(fā)了一個(gè)適用于描述動(dòng)態(tài)荷載作用下混凝土力學(xué)響應(yīng)的塑性模型，并在LS-DYNA中通過(guò)用戶自定義子程序（UMAT）二次開發(fā)的方式實(shí)現(xiàn)了模型。論文中展示的模擬效果圖如下：
模擬鋼筋混凝土板的爆炸響應(yīng)
我和這個(gè)作者要到了他開發(fā)的UMAT源代碼，在這里給大家共享一下，對(duì)于想學(xué)習(xí)LS-DYNA子程序開發(fā)的絕對(duì)是不可多得的資料（免費(fèi)共享，不負(fù)責(zé)答疑哦）
（希望大家下載了關(guān)注我一下就行，有空可以看看我發(fā)的各種教學(xué)視頻和資料貼，985高校在讀博士，長(zhǎng)期穩(wěn)定更新各種內(nèi)容）
UMAT.f
展開 
Abaqus內(nèi)置LaRC05失效準(zhǔn)則子程序（附cohesive單元umat子程序開發(fā)教程）
在abaqus中可以通過(guò)修改關(guān)鍵字來(lái)進(jìn)行模型設(shè)置
UVARM設(shè)置
DMGINI設(shè)置
輸出變量的含義
計(jì)算結(jié)果
此外，如果有小伙伴希望學(xué)習(xí)cohesive單元的umat子程序開發(fā)相關(guān)技術(shù)，可以關(guān)注下圖的教程：
點(diǎn)擊鏈接進(jìn)入了解詳情：Abaqus Cohesive單元介紹及其本構(gòu)的Umat子程序開發(fā)教程
最后，有ABAQUS子程序開發(fā)相關(guān)需求歡迎通過(guò)微信公眾號(hào)聯(lián)系我們。
微信公眾號(hào)：320科技工作室。
初識(shí)ABAQUS UMAT二次開發(fā)（二）
初識(shí)ABAQUS UMAT二次開發(fā)（二）
大家好，這一期小編接著上一期（初識(shí)ABAQUS UMAT二次開發(fā)）繼續(xù)向大家介紹ABAQUS軟件的UMAT二次開發(fā)功能。上一期我們說(shuō)過(guò)ABAQUS是一款強(qiáng)大的非線性有限元軟件。
貼一個(gè)關(guān)于Ls-Dyna碰撞，umat開發(fā)及dyna3d源程序開發(fā)的博客
這個(gè)博客是關(guān)于如何使用D版的dyna971 最新的版本以及提供dyna971最新安裝程序以及基于各種平臺(tái)umat用戶二次開發(fā)子程序的linkable library的資源的博客，有一些價(jià)值，不過(guò)是收費(fèi)的。
http://jobinen.blogspot.com/
【7月20-21日 上海】Abaqus UMAT用戶子程序二次開發(fā)技術(shù)培訓(xùn)
理論和實(shí)際操作結(jié)合，一次性將abaqus UMAT用戶子程序開發(fā)課程講解透徹！
至于python的自動(dòng)化和GUI部分內(nèi)容的操作練習(xí)，如有此方面需求，將有老師帶領(lǐng)學(xué)習(xí)。
背景介紹：
Abaqus是當(dāng)今最流行的通用結(jié)構(gòu)有限元軟件之一，以其強(qiáng)大的非線性和良好的用戶體驗(yàn)著稱。但在實(shí)際工程應(yīng)用中，設(shè)計(jì)對(duì)象專業(yè)針對(duì)性強(qiáng)，通用的工具軟件往往解決不了專業(yè)問題，需要通過(guò)二次開發(fā)對(duì)商業(yè)軟件進(jìn)行定制和優(yōu)化，集成高精度的計(jì)算方法和專有技術(shù)，以更好的解決專業(yè)問題，甚至形成自主品牌的CAE軟件。
ABAQUS不僅提供標(biāo)準(zhǔn)的有限元分析程序，而且具有良好的開放性，可利用它提供的用戶子程序接口生成非標(biāo)準(zhǔn)的分析程序來(lái)滿足用戶的需要，在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用。
Abaqus UMAT是ABAQUS提供給用戶定義自材料屬性的程序接口。通過(guò)UMAT，用戶可以定義材料的本構(gòu)關(guān)系，建立Abaqus材料庫(kù)沒有的材料本構(gòu)模型，滿足實(shí)際工程分析的需要。
本次培訓(xùn)主要包括：
（1） Abaqus二次開發(fā)整體介紹；
（2） UMAT接口原理和使用方法；
（3） 材料本構(gòu)模型和基礎(chǔ)理論
（4） 基于Fortran和Matlab的UMAT編寫示例和練習(xí)。
通過(guò)本次培訓(xùn)，學(xué)員可以：
（1） 學(xué)員在老師指導(dǎo)下完成用戶子程序開發(fā)環(huán)境配置；
（2） 建立UMAT編寫相關(guān)的理論基礎(chǔ)；
（3） 可自行從零開始構(gòu)建UMAT算例；
（4） 學(xué)員實(shí)際項(xiàng)目問題現(xiàn)場(chǎng)交流；
（5） 和專家及其它行業(yè)用戶深入溝通，并獲得長(zhǎng)期的技術(shù)支持。
培訓(xùn)方式：
培訓(xùn)主要采用：
（1） PPT介紹；
（2） 老師操作演示；
（3） 學(xué)員上機(jī)練習(xí)。
三者結(jié)合的方式直觀的學(xué)習(xí)各個(gè)知識(shí)點(diǎn)。
講師介紹：
技術(shù)鄰ID：SnowWave02 團(tuán)隊(duì)，3個(gè)講師同時(shí)授課。
展開 初識(shí)Abaqus UMAT 二次開發(fā)
UMAT就是其中一個(gè)較為常用的用戶子程序。不可否認(rèn)，通常情況下使用UMAT都是為了實(shí)現(xiàn)一些超出Abaqus自帶本構(gòu)模型適用范圍的功能。編寫一個(gè)成熟UMAT子程序絕非易事，一般都需要編者具備足夠的力學(xué)基礎(chǔ)，這就使得很多初學(xué)者望而卻步。為此，小編寫了這篇文章，通過(guò)一個(gè)最簡(jiǎn)單示例分析，讓讀者對(duì)UMAT二次開發(fā)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。
1
UMAT簡(jiǎn)介
UMAT子程序具有強(qiáng)大的功能，使用UMAT子程序可以定義材料的本構(gòu)關(guān)系，使用Abaqus材料庫(kù)中沒有包含的材料進(jìn)行計(jì)算，擴(kuò)充程序功能；幾乎可以用于力學(xué)行為分析的任何分析過(guò)程；幾乎可以把用戶材料屬性賦予Abaqus中的任何單元；可以和用于子程序“USDFLD”聯(lián)合使用，通過(guò)“USDFLD”重新定義單元每一物質(zhì)點(diǎn)上傳遞到UMAT中場(chǎng)變量的數(shù)值。
展開 Abaqus 子程序開發(fā)日志01-umat之isotropic
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umat子程序只用于通用靜力分析步使用來(lái)定義用戶自定義材料，這里首先對(duì)較為簡(jiǎn)單的各向同性材料本構(gòu)模型進(jìn)行構(gòu)建。
先說(shuō)明一下umat的工作原理，再靜力分析時(shí)，每增加一個(gè)（極小的）微分應(yīng)變?cè)隽浚ㄟ^(guò)代入微分應(yīng)力關(guān)于微分應(yīng)變的雅可比矩陣B（j）方程，得到應(yīng)力增量，再與原始應(yīng)力累加得到新的應(yīng)力（也可以說(shuō)更新應(yīng)力）。至此，此umat的工作到此結(jié)束。
對(duì)于各向同性的剛度矩陣方程為：
再來(lái)就是對(duì)矩陣中未知量進(jìn)行求解，對(duì)其而言只需兩個(gè)獨(dú)立常量就可以表示。對(duì)于各向同性材料而言，G=E/2(1+NU),所以我們只要知道G、E、NU中的任意兩個(gè)量就可以得到另外一個(gè)量，習(xí)慣上我們常用E、NU來(lái)表示各向同性材料的材料屬性，所以我們這里就需要將矩陣中的未知量用E與NU表示出來(lái)就可以了。
求解的過(guò)程不再說(shuō)明，此為材料力學(xué)的基礎(chǔ)，有需要可以查找相關(guān)資料。
求解完成后將其改寫成微分的形式得到雅可比矩陣后用程序進(jìn)行表達(dá)出來(lái)，并使用abaqus提供的接口進(jìn)行嵌套寫入用戶子程序，至此，全部工作完成。
先對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，abaqus中可以直接定義各向同性材料的材料屬性，在初期子程序的學(xué)習(xí)中檢驗(yàn)umat的正確性提供了很好的對(duì)照。
這里就隨便建立一個(gè)長(zhǎng)寬高為5；5；20的立方體對(duì)其進(jìn)行施加一個(gè)單位為5的拉伸位移（較長(zhǎng)方向拉伸）。
材料屬性就隨便設(shè)定為E=2000，v=0.3。
單元類型全部采用相同的完全積分單元。
分別用自帶的各向同性材料屬性與umat子程序進(jìn)行計(jì)算。
展開 Abaqus 子程序開發(fā)日志05-umat之fully anisotropic
此umat的材料參數(shù)設(shè)置參考abaqus，參數(shù)自上而下分別為：
使用方法和之前一致。
若選用縮減積分單元時(shí)要開啟沙漏控制。
完全各向異性umat：
fullyanisotropic-std.obj
共享庫(kù)：
standardU.dll
ABAQUS二次開發(fā)-UMAT入門
以上雖然只是一個(gè)最為簡(jiǎn)單的本構(gòu)，但可以為后續(xù)我們開發(fā)更為復(fù)雜的本構(gòu)提供參考。
非等溫各向同性線彈性umat開發(fā) ￥20
1 說(shuō)明
該本構(gòu)完全從文檔《Writing User Subroutines with Abaqus》中摘抄而來(lái)，采用Fortran77格式編寫
2 理論文檔
需要考慮熱膨脹（熱應(yīng)變）和材料參數(shù)隨溫度變化。
3 與Abaqus自帶本構(gòu)的對(duì)比
4 改進(jìn)
在Abaqus中，在設(shè)置材料與溫度相關(guān)的數(shù)據(jù)時(shí)，可以設(shè)置多組，如圖所示：
該子程序只處理了兩組數(shù)據(jù)點(diǎn)的情況。將其擴(kuò)展至多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的情況（改進(jìn)后的代碼采用Fortran90編寫）：
! 插值函數(shù), 用于插值計(jì)算特定溫度下的材料參數(shù)值
! 文檔 "Writing User Subroutines with Abaqus" 只考慮了兩個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的情況
! 將其擴(kuò)展至多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的情況
! 輸入：
! * npt: 數(shù)據(jù)點(diǎn)個(gè)數(shù)
! * xp： 溫度列表
! * yp： 材料參數(shù)列表
! * x: 待求點(diǎn)溫度值
! * y: 待求點(diǎn)材料參數(shù)值
function interpolate_para(npt, xp, yp, x) result(y)
integer,intent(in) :: npt
real(8),intent(in) :: xp(npt)
real(8),intent(in) :: yp(npt)
real(8),intent(in) :: x
real(8) :: y
integer :: i
if ( x < xp(1) ) then
y = yp(1)
elseif ( x > xp(npt) ) then
展開 隨動(dòng)硬化彈塑性umat開發(fā)
<h2>1 說(shuō)明</h2><p>該本構(gòu)完全從文檔《Writing User Subroutines with Abaqus》中摘抄而來(lái)，采用Fortran77格式編寫。</p><h2>2 本構(gòu)理論</h2><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/9d55cbaec85147df54f1c165689c82d6.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/8ac27f7f3b9eabb64a61229db5d4b04f.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/55ea9f5877b1264ca9fcfe0b1dc52b19.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/ead7936565ab5694ec04bc4505bfd8ae.png"></p><h2>3 與Abaqus自帶本構(gòu)的對(duì)比</h2><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/62f28c7b188cd9f62da9b968bc862de5.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/73338f59abb7578342d6d413b1af574f.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202509/3dd5f7eb309eb56a8750f7a1d8e1c6ae.png"></p><
展開 lsdyna材料本構(gòu)模型二次開發(fā)經(jīng)驗(yàn)分享（umat41）
二、lsdyna二次開發(fā)前期儲(chǔ)備
2.1 軟件安裝（最基本最簡(jiǎn)單）
（1）必須擁有對(duì)應(yīng)版本的ls-dynalib文件包。需要根據(jù)不同的系統(tǒng)平臺(tái)（32位/64位、SMP/MPP）、版本（971R5.1.1/R711/R8.0.0）得到對(duì)應(yīng)的lib包。
（2）裝IFC之前需要先裝MVS
（3）有l(wèi)stc授權(quán)文件，即ls‐dyna求解器可求解。
下面是版本對(duì)應(yīng)關(guān)系：
2.2 力學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備（最難）
因?yàn)樽鰈sdyna本構(gòu)模型二次開發(fā)和直接使用內(nèi)置本構(gòu)進(jìn)行計(jì)算難易程度差距很大，采用內(nèi)置本構(gòu)進(jìn)行計(jì)算不用過(guò)多了解本構(gòu)底層邏輯。而二次開發(fā)自己的本構(gòu)需要對(duì)整套本構(gòu)的內(nèi)在邏輯有很好的理解，包括基本的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、應(yīng)力偏量、靜水應(yīng)力、應(yīng)變率、應(yīng)力不變量、應(yīng)力偏量不變量等等。如果有做二次開發(fā)的打算，建議提早學(xué)習(xí)一下以上知識(shí)點(diǎn)，可以查閱相關(guān)書籍，個(gè)人建議如果想速成可以在B站上去學(xué)習(xí)，有一位女老師講的線上網(wǎng)課非常受用。
2.3 Fortran語(yǔ)言基礎(chǔ)（相對(duì)較容易）
二次開發(fā)對(duì)于編程的要求是很低的，只需要掌握最基本的即可。比如用到最多的條件語(yǔ)句里的比較：gt為大于、le為小于等于、ge為大于等于。其他的也都和上邊這些最基本的一樣，在具備以上兩點(diǎn)之后可以在lsdyna手冊(cè)里看一下具體代碼，先讀一遍，主要是學(xué)習(xí)套路和編程語(yǔ)言。
如果以上三點(diǎn)你都基本具備了，那么就可以自己嘗試去根據(jù)推導(dǎo)的本構(gòu)去編一下umat代碼了。
如果umat代碼寫完了，那么恭喜你，可以進(jìn)入下一道難關(guān)了：編譯生成求解器。如果你是初學(xué)者，那么寫完之后的代碼肯定會(huì)錯(cuò)誤百出，不過(guò)不要慌，這很好解決。因?yàn)樵诰幾g的時(shí)候如果你的語(yǔ)法有錯(cuò)誤，他都會(huì)提示的，在vs里打開行號(hào)就可以清晰地看到具體哪一行出錯(cuò)了，fortran語(yǔ)法以及umat書寫格式問題就可以通過(guò)一次次改錯(cuò)而解決掉了。
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