VUMAT的案例
各向同性彈塑性本構的vumat源代碼：通過修改umat ￥99
1 vumat與umat的區別
從程序實現的角度，我們重點關注以下幾點區別：
? vumat不需要輸出一致性切線剛度矩陣
? vumat中應力應變存儲順序與umat不同
? vumat中存儲的應變值為張量應變值，而umat中為工程應變
? vumat的應力和狀態變量的更新方式不同，其分為old和new兩個數組
Abaqus/Explicit在啟動計算前，會進行數據檢查，在檢查的過程中會給定一組虛假的應變來檢查程序的流程。在檢查時，傳入vumat的totalTime和stepTime都為0，根據用戶給定的本構關系，程序進行計算并得到初始的穩定時間增量。如果這個穩定時間增量太大，就會導致計算不穩定（不收斂），所以需要給出彈性的計算過程，以保證得到一個比較合適的初始穩定時間增量。
vumat與umat的更多對比見下圖
2 代碼修改
從umat的源代碼出發，作出相應修改可以得到vumat。
首先增加應力和應變分量的轉換函數
!*******************************************************************************
! transfer_strain_vumat2umat：將vumat接口中的應變變量轉化為umat接口的應變變量
! vumat的應變變量為張量應變，且存儲順序不同
! 變量說明
! 輸入:
! strain_vumat : vumat接口中應變張量的存儲方式(e11,e22,e33,e12,e23,e31)
!
!
展開 基于abaqus的Huang晶體塑性UMAT改VUMAT
對于接觸、碰撞、沖擊等問題采用VUMAT往往具有更高的計算效率和收斂速度。本文旨在將Huang編寫的UMAT改寫為VUMAT，并進行對比驗證。
將UMAT改寫為VUMAT需要從以下方面考慮：（1）UMAT是在積分點上調用的，而VUMAT一次調用會計算很多個積分點上的變量，需要對子程序接口形式進行修改；（2）Huang本構中的轉動張量DROT是用于對滑移面和滑移方向進行旋轉的，在UMAT中，Abaqus會提供轉動張量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，需要對應變率進行修改。
采用了兩個多晶模型進行一致性的驗證，第一個模型是125個網格的單位長度代表體積單元，每25個網格設置1個取向。第二個模型是采用Voronoi方法獲得的15個不同取向晶粒的多晶模型。
（1）15個不同取向晶粒的多晶模型
15個不同取向晶粒的多晶模型，采用狗骨單軸拉伸試件進行數值試驗，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。
圖 1 單軸拉伸多晶有限元模型
不同晶粒的材料參數設置如下：
圖 2 多晶材料不同取向的設置
圖 3 計算完成的截圖
單軸拉伸UMAT和VUMAT計算得到的力-位移響應如下。
圖 4 單軸拉伸UMAT和VUMAT計算得到的力-位移響應
單軸拉伸結束時刻的應力、應變場如下：
圖 5 計算完成的應力場
圖 6 計算完成時刻的應變場
（2）125個網格的單位長度代表體積單元
125個網格的單位長度代表體積單元，每25個網格設置1個取向，有限元模型如下圖所示。
展開 ABAQUS 二次開發VUMAT中的NBLOCK的含義
非本人總結，原帖見http://forum.simwe.com/forum.phpmod=viewthread&tid=911118&highlight=nblock
網上有太多的朋友弄不清這個VUMAT中Nblock到底代表什么，這個帖子我覺得是講的最明白了！
原作者Xujianqing ，一絲不茍，值得學習 好帖！
如有侵權，請告之，我立馬刪帖！
1、幫助文件的解釋
Number of material points to be processed in this call to VUMAT.
3、nblock的含義：
Abaqus一次調入vumat進行計算的單元數，是個常數，最大為136。假設模型單元總數為n，令n=a×136+b，其中a整數，b是小于136的整數。則前a×136個單元的nblock值為136，后b個單元的nblock值為b。
4、Abaqus調用vumat的過程
計算一步的過程中每nblock個單元調入一次vumat，即n（n=a×136+b）個單元的計算模型計算一步需要調入a+1次vumat。
理由如下：1250個單元的計算過程計算了1516步，一次調用vumat在data.txt文件中生成1250個隨機數，計算一步調用vumat的次數為Int（1250/136）+1=10。所以data.txt文件中生成的總個數應為1250×10×1516=1.895E7個。打開data.txt文件發現數據總個數為2.33E7，略大于1.895E7，這是因為還有一些計算步被終止，并未顯示。
原作者附帶的案例說明文檔一并轉載到此
最近的一點收獲以前總沒確切的理解VUMAT里面Nblock的含義，只是簡單理解為計算模型總的高斯點數。
nblock .rar
展開 Abaqus 復合材料vumat子程序系列視頻發布
自Abaqus復合材料基礎篇教學視頻及Abaqus cohesive系列教學視頻發布以來，得到了很多學員的關注，也有很多人咨詢子程序教學視頻何時發布，由于個人精力有限，所以遲遲未錄制，今天終于正式開始錄制vumat子程序系列。
該課程主要介紹VUMAT子程序的原理、編寫方法，并詳細介紹在復合材料失效分析方面的應用案例，具體章節內容如下：
章節1：初識VUMAT子程序
章節2：正交各項異性復合材料失效分析子程序源代碼詳解
章節3：vumat子程序的使用方法詳解（復合材料子程序使用方法）
章節4：vumat子程序計算后結果如何查看？
章節5：分分鐘創建適用于復合材料子程序的沖擊損傷模型
章節6：復合材料結構常用的三種剛度退化方式
章節7：基于能量演化的三維復合材料vumat子程序詳解（待完成）
如果您有更好的建議，可以留言或者發站內信息溝通，感謝各位以往的支持。
視頻鏈接：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10610
展開 
有限元理論基礎及Abaqus內部實現方式研究系列26： 編寫線性VUMAT Step By Step
圖 15 選擇載荷施加點
1.1.7 創建job并計算
切換到Abaqus的Job模塊下，創建Abaqus的Job,名為Job-VUMat。
圖 16 創建Job
1.2 VUMAT編寫與運行
1.2.1 VUMAT編寫
創建VUMAT.for文件，編輯文件。
計算應力，并更新到stressNew變量中，應力與應變增量關系如下圖所示：
圖 17 應力與應變增量關系
已實現的VUMAT.for文件在技術鄰視頻《Abaqus用戶子程序UMat詳解與開發工具》中的附件中下載，同時應力更新理論和算法也可參考視頻中的講解。
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13034
1.2.2 VUMAT運行
編輯1.1.7中創建的Job，使用1.2.1中創建的VUMAT.for文件。
圖 18 編輯Job
單擊鼠標選擇需要計算的Job，然后點擊Submit，進行計算。
1.2.3 查看結果
點擊Results，對選中的Job，打開計算生成的文件。
展開 限時 | 《Abaqus 復合材料VUMAT子程序詳解》
課程介紹
《Abaqus 復合材料VUMAT子程序詳解》
本課程將詳細介紹復合材料結構VUMAT子程序的原理、編寫方法，并詳細介紹在復合材料失效分析方面的應用案例。
章節1：初識VUMAT子程序
章節2：正交各項異性復合材料失效分析子程序源代碼詳解（可提供源代碼及CAE文件）
章節3：vumat子程序的使用方法詳解（復合材料沖擊損傷模型建模+三維VUMAT子程序）
章節4：vumat子程序計算后結果如何查看？
章節5：分分鐘創建適用于復合材料子程序的沖擊損傷模型
章節6：復合材料結構常用的三種剛度退化方式
章節7：如何調試Abaqus子程序
章節8：應變局部化(strain localization)與單元特征長度(characteristic length)
章節9：基于能量（斷裂韌性）演化的三維復合材料vumat子程序（不提供源代碼及模型文件）
章節10：斷裂韌性退化方式中單元特征長度注意事項
章節11：兩種及以上自定義VUMAT/UMAT子程序的調用方法
限時優惠
原 價：150元
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活 動 限 額：限前10名領取
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點擊試看課程：https://www.yqgqt.org.cn/college/video/c10610
展開 黃永剛晶體塑性UMAT及VUMAT理論及程序詳細解讀
利用該本構子程序進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是改寫的關鍵。
晶體塑性的理論和UMAT自學難度較高，對于初學者自己讀懂代碼基本需要半年以上的時間，本課程旨在講解黃永剛晶體塑性UMAT的理論、公式及代碼，有助于初學者在兩周之內熟悉和掌握晶體塑性的基本理論和子程序，加快代碼改寫進度。
本課程課件PPT長達90頁+，課程形式為一對一線上講解，時長約為3-4小時。主要面向高校研究生，需要具備張量分析的基本知識。可以根據學生的基礎適當增加UMAT和VUMAT編程的講解，Fortran基本語法等，亦可根據需求針對性的分析UMATs修改方法。課程的內容主要包括如下方面：
本構模型推導
主要包含了應變分解、本構方程、硬化方程、本構時間積分方法及雅克比矩陣等推導。
雅克比矩陣推導過程
本構子程序逐行解讀
主要包括了UMATs基本功能、UMATs結構、函數解讀、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主要應用于隱式分析，而對于大變形接觸問題，隱式分析往往計算效率較低。對于接觸、碰撞、沖擊等問題采用VUMAT往往具有更高的計算效率和收斂速度。該部分主要對UMATs和VUMATs的區別進行講解，介紹UMATs改寫VUMATs的要點。
UMAT和VUMAT應力場對比
UMAT和VUMAT計算得到的力-位移響應
4.子程序的使用方法等
對材料模型參數定義、內變量定義，子程序使用方法進行簡單介紹。
展開 UMAT轉VUMAT接口程序詳解（附案例和相關文件下載） ￥50
一．接口程序的目的
希望通過接口程序，直接將UMAT轉化為VUMAT子程序進行調用。這樣對于現有的UMAT材料本構子程序，當需要在ABAQUS/Explicit中調用該本構模型時，無需費時費力重新編寫出VUMAT。
友情提示：在學習本程序前請先學習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，對于接口程序的設計非常重要。下表進行了變量的對比。（附件中包含此EXCEL表）
三．算法設計
1.VUMAT進程開始；
2.轉換至ABAQUS/Standard進程計算，注意將張量應變為工程應變（張量應變和工程應變介紹請參考 https://zhuanlan.zhihu.com/p/20240036）；
3.對UMAT中需要使用的變量進行賦值并調用UMAT；
4.轉換回ABAQUS/Explicit進程；
四．實例對比
以CPT貫入（ALE法）為例，土體采用Mises本構模型（請參考我的帖子：mises本構模型UMAT（附源代碼和詳細注釋），http://www.yqgqt.org.cn/content/post/437599）。考慮以下兩種情況：
1. 通過接口程序將Mises本構模型的UMAT子程序轉換為VUMAT（命名為UV-mises-OK）后進行調用；
2.
展開 VUMAT子程序有償求之
VUMAT+for+Fabric+Reinforced+Composites，請問這個VUMAT用戶子程序在哪能找到的呢，有償求之
VUMAT+for+Fabric+Reinforced+Composites.pdf
Abaqus復合材料仿真指南：UMA/VUMAT子程序、Cohesive單元入門（資源分享，錯過后悔
2.復合材料沖擊動力學合集及VUMAT子程序
包含計算合集中所有低速沖擊模型，VUMAT子程序，子程序使用方法以及子程序注釋，老師的主頁還有很多視頻演示，非常良心。
3.UMAT/VUMAT從入門到進階子程序集合————復合材料系列
帖主分享的自己整理的子程序合集，包含基于不同失效準則和不同損傷模型的UMAT/VUMAT源代碼。
4.基于Python腳本提取復合材料應力應變均勻化有效彈性模量
基于均勻化理論的確定復合材料結構均勻應力應變場，進一步求解單向加載情況下的均勻模量的腳本文件。
5.ABAQUS復合材料建模插件CM TOOL2.0（GUI界面）
插件名為CM TOOL，本插件件基于Python結合ABAQUS二次開發，實現復合材料幾何模型的建快速建立。
6.ABAQUS復合材料UMA/VUMAT子程序豪華大禮包
包括七種失效準則、五種損傷演化模式，30個UMAT/VUMAT子程序
七.文檔分享
1.UMAT復合材料損傷子程序詳解.pdf
各種常用Abaqus UMAT子程序，以及相應變量參數的介紹和解釋。
2.Abaqus復合材料分析要點詳解-kxh.pdf
文檔介紹了體單元、殼單元的復合材料層壓板靜力分析，多種定義鋪層方向、堆疊方向的方法，復合材料截錐殼鋪層方向的定義方法等。
3.Abaqus針對復合材料的優勢.pdf
文檔非常詳細介紹了復合材料的結構和應用，復合材料的有限元模擬和abaqus中復合材料的建模技術，單獨介紹了Abaqus中針對復合材料仿真的模塊和獨特的技術優勢，相信看完以后一定會對Abaqus復合材料分析有了全面的認識，強推！！
展開 基于Vumat子程序的復合材料壓縮沖擊破壞預測
本期，我們就講講如何在ABAQUS中基于Vumat子程序來實現對復合材料在壓縮沖擊載荷作用下，有效地預測其破壞模式。
1. 方法概述—“兩步走”
對于本文案例類似的結構，其在壓縮沖擊載荷作用下的破壞模式預測大致可分為兩大步，即穩定性分析和破壞模式預測。
1. 首先，我們需要建立一個屈曲分析步，引入擾動，在Model-edit keyword中添加相關關鍵字，并輸出節點位移文件。
2. 然后，復制模型，修改分析步類型及邊界條件，并在Vumat子程序中構建材料本構，引入失效準則，利用ABAQUS顯式運算的方法，不停迭代產生損傷后的剛度矩陣，直至結構發生破壞。同樣的，在此步驟中也需要對關鍵字進行編輯。
由于壓縮沖擊的破壞模式多種多樣，若需模擬某些特定的損傷模式，可在子程序中進行單元刪除的定義。
2. 案例
本文以碳纖維增強復合材料薄壁方管為例，利用Vumat子程序預測其在沿軸長方向的壓縮沖擊載荷作用下的破壞模式。
2.1 問題描述
試驗件由[0°/90°]的碳纖維布采用RTM工藝固化成型。實驗時，試驗件放置在試驗機底座上，上壓頭以1m/s的速度對試驗件進行壓縮沖擊，其有限元模型如圖1所示。
圖1 碳纖維薄壁方管加載示意圖
2.2 結果展示
在本案例中，研究了試件和壓頭間摩擦效應的影響及試件壁厚的影響。
在摩擦系數分別為0.1、0.15、0.2的情況下，可得到碳纖維薄壁方管的破壞模式如圖2所示，位移載荷曲線如圖3所示。
展開 
基于VUMAT復合材料夾層結構沖擊仿真
3 VUMAT
1) 我們此次使用VUMAT最重要的目的是，實現失效區域的識別。
2) 本次VUMAT關鍵輸出，是應力的更新和損傷變量的更新。
3) 本次VUMAT的結構如下：
材料參數定義；
HASHIN準則計算；
用HASHIN準則進行失效判斷；
對失效區域的剛度進行折減；
剛度矩陣定義；
應變定義；
根據剛度矩陣和應變進行應力更新；
4 結果
應力云圖效果如下：
載荷-時間曲線如下，橫坐標單位是ms。
面板和芯層的失效各自如下：
需要指出的是，這個模型相對簡單，芯層結構比較均勻。如果蜂窩夾層，載荷-時間曲線的噪點可能比較多：
這個時候可以對數據進行二次處理，進行濾波：
至此，本次分享結束。
最后，歡迎大家通過微信公眾號聯系我們。
微信公眾號：320科技工作室。
展開 利用ABAQUS的VUMAT子程序模擬霍普金森（Hopkinson）桿試驗
ABAQUS/VUMAT仿真
? 模型
彈塑性本構是學習ABAQUS子程序的入門級本構，在這個基礎上，綜合前面的應變率效應，很容易就能寫出來相應的VUMAT子程序。
然后按照實際試驗的尺寸，建立如下模型：
注意，入射桿和透射桿也要如實建立模型。
? 計算結果
按照上面的方法，調用VUMAT，得到入射桿和透射桿應變的結果如下：
不同應變率下的應力應變關系如下所示：
上面的結果趨勢和教材以及文獻的結果都是符合的，說明我們本構的編寫和數據的處理都是有效的。
如此的假期不易得，知識和技術更不易得。加油吧，在家橫躺的少年。
最后，有仿真需求歡迎大家通過“320科技工作室”微信公眾號聯系我們。
展開 【公益帖】VUMAT 中間變量輸出到指定文件中的方法
背景： 在進行用戶材料本構用戶子程序調試過程中，我們需要輸出一些中間變量，跟蹤其演化規律，用于debug， 在umat中我們往往用 write（6，*） write（7，*）寫入到相應的msg或者dat文件中，但是在VUMAT中這種方法卻不可以，下面提供一種VUMAT輸出變量的方法
需要在vumat子程序中添加如下語句
open(1,file='絕對路徑\output.txt')
write(1,*) 變量
這樣會在指定路徑下生成一個名為output.txt，希望對大家有用
以C3D8R為例介紹如何在VUMAT中得到單元編號
VUMAT不像UMAT直接給出了單元的編號， VUMAT需要借助一個子程序vumatXtrArg 得到，這個方法最早發布在如下鏈接中
https://polymerfem.com/community/constitutive-models/nblock-in-vumat/
相信有不少朋友需要，摘錄如下
You are using C3D8R elements which means continuum 3D 8 noded reduced integration. A reduced integration of this kind has a single Gauss pt.
Thats why you have matching GP and element numbers.
展開 