材料本構關系二次開發的案例
lsdyna材料本構模型二次開發經驗分享（umat41）
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 基于VB的ANSYS二次開發之Duncan-Chang本構模型算法介紹
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 ABAQUS增材制造AlSi10Mg修正JC本構二次開發（論文復現）
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ABAQUS基于VUHARD的JC本構二次開發：以二維切削仿真為例（1） ￥600
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ABAQUS基于VUHARD子程序的JC本構二次開發：以二維切削仿真為例(3)
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ABAQUS基于VUHARD子程序的JC本構二次開發：以二維切削仿真為例（2）
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材料的力學本構關系
材料的力學本構關系
本構關系，即應力張量與應變張量的關系。一般地，指將描述連續介質變形的參量與描述內力的參量聯系起來的一組關系式，又稱本構方程。本質上說，就是物理關系，它是結構或者材料的宏觀力學性能的綜合反映。為了確定物體在外力作用下的響應，必須知道構成物體的材料所適用的本構關系。
中文名
材料的力學本構關系
本構關系
應力張量與應變張量
簡介
本構關系的表達式稱為本構方程。材料的力學本構關系一般是在實驗和經驗的基礎上建立的，并通過實踐檢驗它們的適用性。另一方面，又發展了各本構關系都須遵循的基本原理，作為分析和判斷的依據，以保證本構關系理論的正確性。
分類
在本構關系中,材料的力學性質是用應力-應變-時間關系來描述的。相應地,材料的力學本構關系分為與時間無關的和與時間有關的兩類。前者又可分為彈性（包括線性、非線性）和塑性（包括理想塑性、應變硬化、應變軟化）兩種，其中塑性本構關系常用增量的形式給出；后者又可分為無屈服的──粘彈性（包括線性、非線性）和有屈服的──粘塑性兩種。
以上這些本構關系還可以進一步組合，如組合成彈塑性本構關系、粘彈塑性本構關系等。
應用
材料的本構方程與力學中普遍適用的基本方程(如平衡方程或運動方程)一起組成完備的方程組，可以在一定的初始條件和邊界條件下求解，得出需求的未知量。材料本構關系定義材料的理想力學模型，如線性彈性本構關系定義線性彈性體，彈塑性本構關系定義彈塑性體。這些理想力學模型是不同力學分支（如彈性力學、塑性力學）的研究對象。事實上，力學的一些分支就是以材料本構關系區分的。
在水利工程中，常用的材料，如混凝土、巖石和土等，都有其相應的本構關系，可用于工程結構和地基的力學分析。其中用得較多的是線性彈性本構關系。它的數學表達式簡單，應用方便，又能反映這些材料的主要力學性質。
展開 電磁有限元分析1）-----材料本構關系的模型
1) 實際器件的材料 和 有限元模型中所有材料有什么不同？ （硬磁性--major loop，no demagnetization；軟磁性--curve of 1st magnetization）
2）為什么磁滯很難模擬？ （無限組BH關系）
3）各向同性，各項異性的簡化處理？ （ three main directions）
4）軟磁性材料的BH函數模型都常用哪些？（analytic + knee adjustment）
5）磁場較低時采用什么模型？（“Rayleigh” parabola curve + straight line）
6）諧波分析的基本步驟是什么？諧波分析類型？ 電流源、電壓源激勵分別用那種諧波分析類型？為什么？（Sinusoidal magnetic field strength，Sinusoidal magnetic flux density，mixed，Average of ν over a period）
7）常有人問：我實測的BH數據波動比較大，怎么處理一下呢？ （可以使用FLUX提供的材料函數模型來擬合實測數據得到函數中的參數）
8）......
這些問題的答案都在附件的文檔里附件是FLUX的手冊
電磁有限元分析1）-----材料本構關系的模型.rar
展開 材料本構彈塑性力學知識二
而在塑性變形階段，應力與應變之間不再是單值關系，對應于同一個應力狀態，如果加載的歷史不同，所又寸應的應變就不同。這并不是說塑性應力和應變狀態就不能唯一地確定。為了描述材料在塑性變形階段的應力一應變關系，我們需要知道：材料的屈服應力或加載應力。它是用來區別材料是處于彈性階段還是已進入塑性階段的特證值。在屈服應力之前，應力一應變服從胡克定律。
加載準則：在材料進入塑性變形階段后，應力和應變在加載和卸載的情況下服從兩個不同的規律，需要有一個判別材料是加載還是卸載的準則，稱為加載或卸載準則。在應力等于屈服應力或加載應力時，應力的變化有兩種可能、它可寫成加載和卸載兩種不同的公式形式。從某個初始狀態到現時的全部變形(或加載)歷史。明確了變形或加載的歷史，就可以對增量積分，求得應力全量與應變全量的關系，從而確定該現時材料中的應力和應變。
彈性變形是可逆的，而塑性變形是不可逆的，由于卸載后永久變形的存在，導致在塑性變形中所做的塑性功也是不可逆的。塑性功恒大于零，是耗散功。所以說彈性變形儲存能量[變形恢復時釋放能量，不耗散能量]，而塑性變形耗散能量，耗散大小為滯回環的面積。
—End—
CAE仿真與數值模擬微信公眾號，主要介紹CAE仿真與數值模擬的知識與應用公眾號主要介紹CAE仿真與數值模擬的知識與應用。通過論壇，博客，論文，案例等為大家帶來知識食糧。仿真軟件:abaqus、ansys、flunet、comsol、hypermesh、moldflow等，涉及領域有機械材料土木物理等。
展開 hypermesh二次開發之abaqus型更改后自動更新連接關系例如tie、接觸、rigidlink ￥99
hypermesh二次開發之abaqus型更改后自動更新連接關系例如tie、接觸、rigidlink
abaqus二次開發-蜂窩板夾芯材料（殼）生成插件 ￥15
情況二：不知道呀，有了再說。
承諾：
1.凡是購買插件的用戶，使用過程中若是遇到Bug，本人將承諾對發現的bug進行修復。
2.使用時有什么問題，也可以進行咨詢，私信或評論區發言都行，看到有時間會進行回復。
3.還沒想好，以后再說。
版本聲明：
此插件基于abaqus內核進行編寫，下載后解壓即可使用。
編寫參考abaqus 2016~2020，由于未找到早期版本的內核，所以不保證在abaqus 2016之前的版本還可以運行。abaqus 2020以后的包括最新版本的也沒查閱，不清楚更新內容，所以也不保證可以運行。但是繼承性一般是比較好的，大概率是可以運行的。
免責聲明：
后期也會對蜂窩建模插件進行開發，也許以后的插件會比此插件更加優異，性能更好，功能更多。但是，若您已購買此插件，后期并不會對您進行退款。新開發的插件將放入新的帖子中。
該插件不攜帶任何惡意內容，也不會盜取你的個人隱私內容，代碼未加密，購買后請對內容查看以確認。若使用后對您的計算機以及經濟、財產、隱私造成任何損害，本人不承擔任何責任。個人可以對源代碼進行更改，但是更改后的程序使用，產生的任何責任與本人無關。
注意！！！！！！！！
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重點來了！！！！！！！！！！！！
售出后概不退款！！！！！！！！！！！
同時希望各位尊重個人勞動成果，不要拿去二次銷售！！！！！！！！！！！！
這么有意思的東西不要轉發一下么？
示例下載：
hiveshell.jnl
hiveshell.cae
使用過程中若是出現bug，請在評論區留言。看到后會回復，并對其進行修復。
（暫時就這樣吧，也想不起來說什么了。）
帖子更新不易，跪求點贊加關注，能收藏一下就更好了。
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建筑黑科技來襲 之Abaqus材料本構庫開發、驗證及工程實踐
而建立一個合理的結構模型的必經之路是進行有效的網格劃分并選擇合適的材料本構模型。
混凝土規范本構曲線
在實際結構的動力彈塑性分析中，選用實體單元對結構進行網格劃分的計算代價難以承受，因此常采用梁單元模擬梁、柱構件，采用殼單元模擬墻和板。梁單元常用的主要包括塑性鉸單元和纖維模型這兩種，其中普遍認為纖維模型直接從材料的本構關系出發，能夠較為準確地描述梁柱的非線性行為。至于殼單元，基于合理的材料本構關系的分層殼單元是描述剪力墻構件非線性力學行為的重要手段。
纖維模型以及分層殼示意圖
研發團隊利用Abaqus材料用戶子程序結構，采用Fortran語言編寫了大量的材料用戶子程序，建立了CSEPA材料本構庫，主要包括普通混凝土材料本構、考慮箍筋作用的Mander約束混凝土本構、方/圓鋼管約束混凝土本構以及同濟剪力墻損傷本構等。通過與國內外經典的靜力及動力試驗進行對比，保證材料用戶子程序的精確性和準確性。接下來就為大家介紹工程軟件研發室近年來在材料本構庫方面進行的探索和實踐。
展開 ANSA二次開發教程-自動賦材料
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二次開發教程-自動賦材料
在完成整車網格劃分后，通常需要對每個零部件命名和賦予相應的材料，如手動的為每一個零部件賦予材料名稱和屬性，這將是一個非常大的工程，而且還容易出現錯誤。
為提高工作效率，本次帶來一個為每個零部件自動賦予各自對應材料名稱和屬性的二次開發插件。本二次開發插件是居于ANSA開發而成。因汽車前處理NASTRAN使用較多，所有本二次開發代碼是在NASTRAN模塊下實現的，其它模塊類似。
整個思路如下：
首先在Properties屬性列表中，自動填入對應材料的MID號
然后再MAT1材料模塊下，對應的MID號中，填入對應的材料名稱。
例如DOOR_TRIM-FT-R的零部件的材料名稱B240ZK，則可將Properties屬性中，名稱為DOOR_TRIM-FT-R的零部的材料MID1設置為1007；MAT1材料模塊下，設置MID為1007，材料Name名稱為B240ZK。
展開 Hypemesh二次開發-自動創建材料屬性 ￥25
? 1 引言
運用hypemesh完成網格劃分后需要為部件創建材料和屬性，該過程往往較為繁瑣且容易出錯。因此，采用TCL腳本實現材料和屬性的自動創建，并實現自動賦予，對簡化前處理流程，提升仿真效率具有一定的價值。
? 2 基本思路
該過程主要由兩個部分組成：材料的創建和屬性的創建。
2.1 材料的創建過程思路如下：
1. 建立材料數據庫（CSV文件）
2. 逐行讀取材料數據庫，提取出所要建立的材料信息；
3. 判斷模型中是否需要建立材料（有無材料？材料已建立？）
4. 創建材料。
2.2 屬性的創建過程思路如下：
1. 對部件名稱進行處理，提取出材料名稱、厚度、網格類型等信息；
2. 判斷網格類型（殼單元、實體單元、剛性單元？）
3. 為相應的部件創建屬性，其中殼單元需對厚度信息進行賦予；
4. 將材料賦予屬性；
5. 將屬性賦予部件。
? 3 程序實現
要實現上述功能，主要用到了TCl的流程控制命令Foreach、csv數據讀取功能、以及Tcl針對字符串操作的命令{string range };列表操作命令{split 、index}，其余用到的皆是HyperMesh的二次開發命令，具體代碼如下：
? 4 程序效果
網格劃分后對部件進行命名：
調用TCl腳本，完成材料、屬性的自動創建：
收費內容包含建立的材料庫csv文件、腳本代碼。
展開 LS-DYNA的材料模型二次開發過程
并用LS-Prepost 施加所有的邊界條件和給定位移以及材料屬性后，有限元模型如圖二所示：
圖二 簡單的單向加載有限元模型
所有的節點都固定，只有2，4，6，8 節點在X 方向有指定速度為1.0m/s。分析時間為1s， 則節點位移和工程應變時間曲線為：
與圖三的結果吻合得很好。
圖三 單向加載位移時間曲線
材料模型為線彈性，E=150x109 及v=0.25，則應力時間曲線為：
? σ(t)=180 x109ε(t)=90x109t
而圖四中計算結果給出的最大應力則只有σmax =73 x109Pa
圖四 單向加載真實應力時間曲線
原因是LS-DYNA 中的應變都是真實應變，而不是上面計算的工程應變。真實應變的計算方法為：
得到最大真實應變e max=ln(1.5)=0.405
代入應力計算公式可以得到最大真實應力的理論值是73 x109Pa，與有限元的分析結果完全吻合。同時計算結果也表明，當時間t=0.001, 工程應變ε(0.001)=0.005，僅為千分之五， 而此時的真實應力為σ(0.001)=89.7x109t, 與線性公式相差0.3%，而當時間t=0.2時，工程應變達到百分之十，ε(0.2)=0.1，真實應力為σ(0.2)=171 x109t, 與線性公式相差4.7%。
在開發LS-DYNA 的用戶子程序的時候，一定要考慮大變形情況下的本構關系。一般來說， 把線性小變形的本構關系直接放進LS-DYNA，真實應力會有很大的差別。這點與一般的小變形下的本構模型開發有很大的不同，也加大了LS-DYNA 二次開發的難度。
作者簡介
*韓志東/Zhidong Han博士1998年畢業于清華大學計算固體力學專業，于2011年加入LSTC。
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