本構模型開發
關注創建者：匿名 創建時間：2025-12-01
本構模型開發的視頻教程
【A04】Abaqus鄧肯張（Duncan-Chang）本構模型UMAT開發教程
課程將詳細介紹鄧肯-張本構： （1）理論部分和公式表達；（2）手把手代碼編寫；（3）代碼調試；（4）開發及測試 課程附贈Matlab繪制DC應力應變曲線視頻。 建議（有必要）先學習【A01】和【A02】課程
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ABAQUS中BK混合模式的雙線性內聚力本構模型二次開發
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Johnson-cook材料本構模型參數標定和損傷本構模型解釋
把自己搜集到可以快速得到本構標定參數的方法。以及對損傷模型的理解。 希望拋磚引玉，一起進步。相關視頻和PDF都在附件里
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本構模型開發的實例教程
<p>基于fish語言的flac3d的interface界面單元非線性本構模型開發實例</p>
很多有限元軟件都提供二次開發接口，供用戶把自己的本構模型編入有限元軟件，PLAXIS也不例外。
不過這是個VIP功功能……目前國內正版用戶本來就不多、VIP用戶更少，其中有二次開發需求的少之又少了。
如果想學習二次開發的話，首先用官方提供的兩個模型的代碼示例玩一玩，將其編譯成軟件可以調用的dll文件。編譯成功后，再考慮自己寫代碼編譯。
總結了一點編譯的經驗，如果有同學用得上，就再好不過了。
PLAXIS 自定義本構模型開發經驗.pdf
二、lsdyna二次開發前期儲備
2.1 軟件安裝（最基本最簡單）
（1）必須擁有對應版本的ls-dynalib文件包。需要根據不同的系統平臺（32位/64位、SMP/MPP）、版本（971R5.1.1/R711/R8.0.0）得到對應的lib包。
（2）裝IFC之前需要先裝MVS
（3）有lstc授權文件，即ls‐dyna求解器可求解。
下面是版本對應關系：
2.2 力學知識儲備（最難）
因為做lsdyna本構模型二次開發和直接使用內置本構進行計算難易程度差距很大，采用內置本構進行計算不用過多了解本構底層邏輯。而二次開發自己的本構需要對整套本構的內在邏輯有很好的理解，包括基本的應力應變關系、應力偏量、靜水應力、應變率、應力不變量、應力偏量不變量等等。如果有做二次開發的打算，建議提早學習一下以上知識點，可以查閱相關書籍，個人建議如果想速成可以在B站上去學習，有一位女老師講的線上網課非常受用。
2.3 Fortran語言基礎（相對較容易）
二次開發對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，在具備以上兩點之后可以在lsdyna手冊里看一下具體代碼，先讀一遍，主要是學習套路和編程語言。
如果以上三點你都基本具備了，那么就可以自己嘗試去根據推導的本構去編一下umat代碼了。
如果umat代碼寫完了，那么恭喜你，可以進入下一道難關了：編譯生成求解器。如果你是初學者，那么寫完之后的代碼肯定會錯誤百出，不過不要慌，這很好解決。因為在編譯的時候如果你的語法有錯誤，他都會提示的，在vs里打開行號就可以清晰地看到具體哪一行出錯了，fortran語法以及umat書寫格式問題就可以通過一次次改錯而解決掉了。
展開 所謂的本構模型是指材料的應力應變關系，比如遵循虎克定律的線彈性應力應變關系就是一種常用的本構模型。ANSYS為用戶提供了許多本構模型，但在某些特殊領域，現有的本構模型卻很少，完全不能滿足分析要求。為了解決這個問題，ANSYS為用戶提供了usermat等UPFs用戶子程序，這些用戶子程序擁有強大的二次開發功能，可以實現各種復雜本構模型的開發。但是，對于一些簡單的本構模型，用戶也可以利用APDL語言進行開發，比如Duncan-Chang本構模型。
Duncan-Chang本構模型介紹
對于應力應變關系復雜的材料而言，變形主要是由顆粒間位置的變化引起的，不同應力水平下相同的應力增量引起的應變增量并不相同，從而表現出復雜的非線性特征。為了反映材料特性，人們提出了許多本構模型，以期更好的反映材料的應力應變規律。
Duncan-Chang本構模型主要優點是可以利用常規三軸固結排水剪試驗確定模型參數，因此在工程實踐中得到了廣泛應用。Duncan-Chang本構模型是非線性彈性模型，彈性矩陣中的彈性系數不再是常量，而是隨應力狀態而改變。由于不考慮塑性變形，所以一般只適用于載荷不大的情況（即不太接近破壞的情況）。Duncan-Chang模型有E-V和E-B模型兩類。
當然，該模型也存在一些缺陷，如無法反應不同應力路徑的影響、加卸載判斷不明確等，不可避免造成了計算分析誤差，長期以來許多學者試圖來對其進行修正。有限元軟件通常采用傳統塑性理論的應力符號，以拉應力為正，下面對Duncan-Chang模型采用有限元軟件的應力形式進行說明。
Duncan-Chang本構模型算法
該模型是Duncan和Chang根據Konder關于巖土材料的三軸試驗的偏應力與軸向應變近似呈雙曲線的假定而提出的。
展開 圖1混凝土材料本構參數設置
分析：在損傷系數的定義中，應特別注意以下幾點，
1.ABAQUS的混凝土損傷本構模型采用的是非關聯的流動法則，其中系數Dilation Angle，即膨脹角控制著塑性勢函數開口的大小。膨脹角越小，材料越容易破壞，那么相應的結構計算機構就偏向安全，但膨脹角越小就越不容易收斂。因此，膨脹角的取值應當適中，本案例中混凝土本構參數中的膨脹角取值一般在30~35之間，取30。
2.Eccentricity（塑性勢偏移量）決定了塑性勢函數趨近其漸近線的速率。該參數的引入主要是為了保證塑性勢函數的連續、光滑及塑性勢函數在頂點處的可導性。本案例取值0.1。
3.Viscosity Parameter（黏度系數）是為了使材料模型在軟化階段更容易收斂，仍然保持0.1。
3.2基于ANSYS/LSDYNA的混凝土JHC損傷本構模型
對于混凝土材料的本構模型眾多學者進行了深入分析研究以期望獲得一個更加準確描述混凝土材料在壓縮拉伸等力學變化過程中的斷裂行為。除去上述本構損傷模型以外，還有一種專門用來描述混凝土材料的本構模型JHC本構模型。然而，Abaqus自帶的材料模型中并沒有JHC本構，其提供了內置的子程序以供調用。為方便分析進行，本文借助LSDYAN平臺對該本構模型各參數含義進行分析以了解此種本構模型的優勢之處，LSDYNA中對該JHC本構參數的定義界面如圖2所示。JHC本構模型是LSDYNA軟件材料庫中常用于模擬脆性材料的方程之一，尤其是方程中對材料的逐漸累積損傷的計算使得其能夠準確模擬脆性材料的大變形、高應變率效應問題。JHC本構包括應力應變模型、損傷失效模型、靜水壓力模型以及多項式狀態方程[1-2]。
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原始文獻：《Mechanical modelling of indentation-induced densification in amorphous silica》
該文章為了模擬非晶態二氧化硅的壓縮力學性能，把拉伸與壓縮分開處理：拉伸側采用熟悉的 von Mises 屈服，壓縮側則切換到 cap 屈服面。這樣的設計，正好對應了非晶二氧化硅在壓痕加載下“既會發生剪切塑性，又會發生永久致密化
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<p>本案例提供一個VUMAT子程序，用于近似復刻Abaqus自帶3維摩爾庫倫本構退化Tresca準則。通過一個椎體勻速貫入案例予以驗證VUMAT子程序有效性和效率。方便用戶在此子程序基礎上進行更為復雜的土體強度參數調整，構建更為復雜的本構模型。附三個時刻Mises應力場對比結果。</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center
abaqus混凝土本構模型11個月前
混凝土本構模型需要考慮其非線性行為，包括彈性階段、塑性變形、損傷、開裂及壓縮破碎等特性。具體模型選擇（如塑性損傷模型、彌散裂縫模型等）取決于您的分析需求（如單調加載、循環荷載、動力分析等）。
混凝土塑性損傷模型參數計算（GB50010-2010.xlsx
