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基于ABAQUS开发与应用:各向同性等温弹性材料

【摘要】:1.各向同性等温弹性材料的本构方程各向同性等温弹性材料的本构方程为[18]将式表达为Jaumann率的形式:在共轴旋转框架下进行时间积分,可得所以应力更新的过程为式中,ΔR·σt·ΔRT已经在用户子程序UMAT外实现了。

1.各向同性等温弹性材料的本构方程

各向同性等温弹性材料的本构方程为(通过拉梅常数λ和μ表示)[18]

将式(5.28)表达为Jaumann率的形式(共轴旋转坐标系下):

在共轴旋转框架下进行时间积分,可得

所以应力更新的过程为

式中,ΔR·σt·ΔRT已经在用户子程序UMAT外实现了。

用户子程序UMAT中传入的应力是已经用ΔR旋转过的应力,存储在STRESS(NTENS)中,应变增量存储在DSTRAN(NTENS)中,Jaumann率弹性矩阵存储在DDSDDE(NTENS,NTENS)中,用传入的弹性常数PROPS(i)更新弹性矩阵。UMAT传入的应变为工程应变,弹性矩阵表示如下:(www.chuimin.cn)

2.各向同性等温弹性材料的用户材料子程序UMAT

由式(5.30)和式(5.32)可以编写子程序的代码,下面给出ABAQUS隐式程序的用户子程序UMAT的实现,代码如下:

说明:上面的程序只适用于三维实体单元、(广义)平面应变单元、轴对称单元的情况,并不适用于平面应力单元,因为平面应力单元的材料刚度矩阵和上面的程序写出的有所不同。

3.各向同性等温弹性材料的用户材料子程序VUMAT

同样,也可以用VUMAT实现各向同性等温弹性材料的本构模型。下面给出ABAQUS显式程序的用户子程序VUMAT的实现,代码如下:

说明:上面的程序同时考虑了二维(nshr=1)和三维(nshr>1)的情况,所以可适用于二维平面应变、轴对称以及三维模型。