UMAT符号说明

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1、 ******************************************************************** inp ********************************************************* *MATERIAL, NAME= <用户自定义材料的名称> *USER MATERIAL, CONSTANTS= 8<需输入的变量个数>， （UNSYMN） 30.E6, 0.3, 30.E3, 0., 40.E3, 0.1, 50.E3, 0.5 <依次给出需输入的变量的值> *DEPVAR 13 <定义求解过程中的状态

2、变量(SDVs)需要的存储空间，即状态变量个数，=NSTATV> *INITIAL CONDITIONS, TYPE=SOLUTION <依次给出状态变量的值，也可不写> *USER SUBROUTINES， （INPUT=） ******************************************************************** Fortran程序 ************************************************ SUBROUTINE UMAT(STRESS,STATEV,DD

3、SDDE,SSE,SPD,SCD, 1 RPL,DDSDDT,DRPLDE,DRPLDT, 2 STRAN,DSTRAN,TIME,DTIME,TEMP,DTEMP,PREDEF,DPRED,CMNAME, 3 NDI,NSHR,NTENS,NSTATV,PROPS,NPROPS,COORDS,DROT,PNEWDT, 4 CELENT,DFGRD0,DFGRD1,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,KSTEP,KINC) C INCLUDE 'ABA_PARAM.INC' C CHARACTER*80 CMN

4、AME DIMENSION STRESS(NTENS),STATEV(NSTATV), 1 DDSDDE(NTENS,NTENS),DDSDDT(NTENS),DRPLDE(NTENS), 2 STRAN(NTENS),DSTRAN(NTENS),TIME(2),PREDEF(1),DPRED(1), 3 PROPS(NPROPS),COORDS(3),DROT(3,3),DFGRD0(3,3),DFGRD1(3,3) user coding to define DDSDDE, STRESS, STATEV, SSE, SPD

5、, SCD and, if necessary, RPL, DDSDDT, DRPLDE, DRPLDT, PNEWDT RETURN END 变量分类 UMAT中可以得到的量 增量步开始时刻的，应力（Stress），应变（Strain）, 状态变量（Solution-dependent state variables (SDVs)） 增量步开始时刻的，应变增量（Strain increment），转角增量（Rotation increment），变形梯度（Deformation gradient） 时间总值及增量（Total

6、 and incremental values of time），温度（Temperature），用户定义场变量 材料常数，材料点的位置，特征单元长度 当前分析步，增量步 必须定义的变量 应力，状态变量，材料Jacobian矩阵（本构关系） 可以定义的变量 应变能，塑性耗能，蠕变耗能 新建议的时间增量 UMAT中可以直接调用（Call ……）的子程序或子函数 SINV（STRESS,SINV1,SINV2,NDI,NSHR）——用于计算应力不变量。其中：SINV1=第一应力不变量；SINV2=第二应力不变量。 SPRINC（S,PS,LSTR,NDI,NSHR）

7、 ——用于计算主应力或应变值。其中：S=应力或应变张量；PS（I），I=1,2,3, 主应力或应变值； LSTR=标识，1表示S为应力张量，2表示S为应变张量。 SPRIND（S,PS,AN,LSTR,NDI,NSHR） ——用于计算主应力或应变的方向。其中：AN（K1,I），I=1,2,3,表示PS（K1）的法向的方向余弦。 ROTSIG（S,R,SPRIME,LSTR,NDI,NSHR） ——用于复原已旋转的张量。其中：R=转角矩阵；SPRIME=已旋转的应力或应变张量。 XIT

8、——用于停止分析，并关闭所有与分析相关的文件。 Variables Define STRESS（NTENS） 该增量步开始之前的应力向量，在增量步结束之后，必须进行更新。如果指定了初始应力，则该向量在分析开始始将保持初始应力。真实Cauchy应力。 需要定义的变量，在所有分析情况下均适用。 STATEV（NSTATV） 求解过程中的状态变量的存贮向量。在该增量步开始时，用来传递状态变量，除非进行了更新（采用USDEFL或UEXPAN）。在增量步结束时，STATEV更新为结束时刻的状态变量值。STATEV的维数（NSTATV）由*DEPVAR决定。 DDSDDE（NTE

9、NS，NTENS） Jacobian矩阵，即本构关系矩阵。әσ/әε。除非声明采用非对称方程求解，否则均为对称矩阵DDSDDE(i, j)。 S SE、SPD、SCD 弹性应变能、塑性耗能、徐（蠕）变耗能。在该增量步结束时进行更新，并在下一增量步开始时进行传递。这些能量参数对于求解结果不起作用，除非结果采用能量形式输出。 RPL 该增量步结束时，由于材料的力学作工而产生的体积发热量。 只用于完全耦合的温度－应力分析 DDSDDT（NTENS） 与温度想对应的应力增量的变化量 DRPLDE（NTENS） 与应变增量相对应的体积发热量（RPL）的变化量 DRPLDT（NTEN

10、S） 与温度相对应的体积发热量（RPL）的变化量 STRAIN（NTENS） 该增量步开始之前的总应变向量。如果考虑了热膨胀效应，那么STRAIN仅为力学应变（即已经在总应变中减去了热膨胀得到的温度应变）。这些应变在输出结果中以“弹性”应变给出。 信息传递变量 DSTRAIN（NTENS） 应变增量向量。如果考虑了热膨胀应变，则仅表示力学应变增量。 TIME（1） TIME（2） 当前分析步开始时刻的，时间步的值。 当前分析步开始时刻的，总时间的值。 DTIME 该增量步的时间增量 TEMP 当前增量步开始时刻的温度 DTEMP

11、 该增量步的温度增量 PREDEF 在当前增量步开始时刻的，预定义的场变量（基于读入的节点值）的内插值向量。 DPRED 预定义的场变量的增量向量 CMNAME 用户定义的材料名。由于ABAQUS内部的一些给定材料是以“ABQ_”作为材料名，因此应尽量不采用“ABQ_”作为CMNAME的名称。 NDI 该点的直接应力分量的个数 NSHR 该点的工程剪应力分量的个数 NTENS 应力或应变向量的维数，等于NDI +NSHR。 NSTATV 求解过程中的状态变量的个数，与材料类型匹配。 PROPS（NPROPS） 用户定义的材料常数 NPROPS 用户定义的材

12、料常数的个数 COORDS 该点的坐标向量。如果在当前分析步中没有考虑几何非线性，COORDS就等于当前坐标系下的向量。否则，COORDS为最开始的坐标向量 信息传递变量 DROT（3，3） 转角增量矩阵。代表了刚体的基本坐标系中的转角增量（该基本坐标系就是应力、应变向量存储时的坐标系）。用于用户定义子程序中的向量或矢量状态变量的转角处理，而应力及应变向量在UMAT调用之前已经进行了转角处理。在小位移分析中，该矩阵是一个单位矩阵；在大位移分析中，如果该材料点的基本坐标系随着材料坐标系转动（如壳单元或采用了局部转角坐标时），该矩阵亦是一个单位矩阵。 PNEWDT 建议的

13、新时间增量与原时间增量（DTIME）之间的比值大小。该变量允许用户在ABAQUS/Standard中输入自动时间增量的计算法则（如果设置了自动时间增量）。对于ABAQUS/Standard的准静态分析中的自动时间增量（基于标准蠕变率积分技术），不允许在UMAT中控制。 在每一次调用UMAT前，PNEWDT被设置为一个足够大的值。 如果没有选择自动时间增量方法，大于1.0的PNEWDT值将被忽略，而起作用的仅是当小于1.0的PNEWDT值时。 能够更新的变量 CELENT 特征单元长度。 信息传递变量 DFGRD0（3，3） 该增量步开始时刻的变形梯度向量。 DFGRD1（3，3） 该增量步结束时刻的变形梯度向量。如果在分析步中未考虑几何非线性，则该向量为零。 NOEL 单元的个数 NPT 积分点的个数 信息传递变量 LAYER 层的个数（用于复合材料的壳单元，及层结构固体单元） KSPT 当前层的截面点的个数 KSTEP 分析步的个数 KINC 增量步的个数 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）