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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。

本文參考了十篇左右文章，基于Abaqus/Explicit，建立了復合材料漸進損傷本構模型并編寫了VUMAT子程序，包括彈性階段、基于應力的三維HASHIN初始損傷準則、線性損傷演化。計算流程如下圖所示。

采用線性剛度退化形式定義材料的等效應力和損傷變量，如下圖所示，關于等效應力應變的損傷演化方式如下： 復合材料損傷演化利用Cohesive單元模擬復合材料分層損傷，采用二次應力準則作為損傷初始判據和混合能量演化B-K準則作為損傷演化準則。使用ABAQUS的VUMAT接口完成復合材料本構模型的編寫。

對于纖維增強復合材料的模擬，在<a href="/major/ABAQUS中，集成了二維Hashin失效準則與多種損傷演化準則，但缺少三維的復合材料本構模型。參考一篇已發表的SCI文章，使用Fortran語言建立三維平紋織物復合材料彈塑性、漸進損傷本構模型-Vumat子程序。平紋織物復合材料在1方向和2方向絲束性能近似相同。

初步模擬結果：拉伸情況（abaqus-VUMAT）應力分情況孔洞體積分數剪切模型（abaqus-VUMAT）不同變形時刻的應力分布T=0.1s局部放大圖T=0.5s局部放大圖T=0.6s局部放大圖可以看到模型在拉伸預測中與原始模型保持一致，而在剪切修正后損傷發展顯著快于原始模型，利用作者提出的方法可以應用于復雜應力狀態下金屬材料的損傷分析

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。

對一圓棒骨料進行單軸拉伸，其邊界條件如下：von Mises應力對比結果如下（左圖為Abaqus材料庫計算，右圖為vumat子程序計算結果）：等效塑性應變對比結果如下（左圖為Abaqus材料庫計算，右圖為vumat子程序計算結果）：反力曲線對比如下：算例cae模型 abaqus_cae.zip

這是我在學習ABAQUS VUMAT子程序編寫過程中，最先編寫的一個VUMAT文件。僅供交流學習。

0 內容介紹總結了本人對于Johnson-Cook塑性本構的認識，本帖提供了適用于ABAQUS的JC_VUMAT（代碼內有詳細介紹）。1 Johnson-Cook塑性本構簡介在固體力學范疇內，材料的本構關系是專指力與固體材料在力作用下產生變形之間的關系，即材料的流動應力與應變、應變率和溫度等變形參數之間的數學函數關系。

1.ABAQUS三維hill48彈塑性模型VUmat子程序 2.彈性階段為正交各項異性材料 3.hill48和正交各項異性材料參數參考ABAQUS靜力模塊自帶的模型參數 4.發貨方式為百度網盤鏈接，包含子程序及上面跑的兩個模型相關文件，包含Cae，inp文件，odb文件等 5.ABAQUS版本為2024，低版本可以利用導入inp

初步模擬結果：拉伸情況（abaqus-VUMAT）應力分情況孔洞體積分數剪切模型（abaqus-VUMAT）不同變形時刻的應力分布T=0.1s局部放大圖T=0.5s局部放大圖T=0.6s局部放大圖可以看到模型在拉伸預測中與原始模型保持一致，而在剪切修正后損傷發展顯著快于原始模型，

DLOAD（Abaqus/標準）和 VDLOAD（Abaqus/顯式）兩個子程序用于定義隨時間變化的邊界加載條件。在該子程序中，我們可以根據時間和位置來定義加載情況，并將其應用于模型的邊界。2. UMAT（Abaqus/標準）和 VUMAT（Abaqus/顯式）UMAT和VUMAT子程序可以用于定義自定義材料模型。

修正模型的案例abaqus內置了原始GTN模型可以通過指定材料對應的應力和塑性應變與GTN組合進行模擬，為了方便對比，這里使用自定義的硬化函數Vuhard（swift硬化模型）結合內置GTN與編寫的Vumat子程序進行對比，分別比較拉伸試樣和剪切試樣，所有參數保持相同，區別在于NH-GTN，和zhou-GTN模型包含剪切修正項初始拉伸試樣（拉伸變形30%，材料對應為DP600鋼）

對于纖維增強復合材料的模擬，在ABAQUS中，集成了二維Hashin失效準則與多種損傷演化準則，但缺少三維的復合材料本構模型。參考已有的3Dhashin失效準則編寫復合材料脆性斷裂子程序。首先介紹該子程序的使用方法1.在ABAQUS中建立三維復合材料模型，這里建立一個簡單的方塊。1,2方向分別表示絲束的方向，3方向表示垂直于1，2的方向，也就是面外方向。

其次是計算效率與數值穩定性極佳，它的數學形式簡潔高效，非常適合顯式動力學子程序（如 VUMAT）進行大規模并行計算，不易發生數值發散。最后是完美閉環了“力-熱-損傷”的耦合，它不僅能算應力，還能同步算出溫度升高以及材料的受損程度，在模擬金屬穿透、飛濺、切屑形成等斷裂失效行為時，具有無與倫比的仿真精度和視覺逼真度。