UMAT符号说明.pdf

UMAT是ABAQUS中用户自定义材料模型子程序的名称。用户通过编写UMAT子程序，可以定义特定的材料行为，例如弹塑性、粘塑性、蠕变、损伤等，用于执行复杂的非线性分析。UMAT子程序是用Fortran语言编写的，用户需要在ABAQUS的用户子程序接口中编写并编译该子程序，然后在材料定义中通过*USERMATERIAL选项将其指定给特定的材料模型。 在ABAQUS中，UMAT子程序的主要作用是计算材料的本构响应，它需要返回增量步开始时刻的应力增量、刚度矩阵以及材料的其它相关信息。UMAT子程序的具体输入和输出变量包括： 1. STRESS：材料在增量步开始时刻的应力向量。 2. STATEV：定义求解过程中的状态变量的存储空间，状态变量用于记录材料历史的有关信息。 3. DDSDDE：材料的刚度矩阵增量，用于决定应力如何随应变变化。 4. SSE、SPD、SCD：分别表示应变能密度、塑性耗能密度和蠕变耗能密度。 5. RPL：表示塑性加载函数。 6. DDSDDT：应力对温度的导数。 7. DRPLDE：塑性加载函数对应变的导数。 8. DRPLDT：塑性加载函数对时间的导数。 9. STRAN和DSTRAN：分别表示增量步开始时刻的应变和应变增量。 10. TIME、DTIME：分别表示当前分析步的时间值以及增量步的时间增量。 11. TEMP、DTEMP：当前温度及其增量。 12. PREDEF、DPRED：预定义场变量以及它们的增量。 13. CMNAME：材料名称标识。 14. NDI、NSHR：表示应力和应变张量的维度。 15. NTENS：应力或应变张量的总数。 16. NSTATV：状态变量的数量。 17. PROPS：用户定义的材料常数数组。 18. NPROPS：材料常数的数量。 19. COORDS：材料点的坐标。 20. DROT：局部坐标系相对于全局坐标系的旋转矩阵。 21. PNEWDT：建议的新时间增量。 22. CELENT：特征单元长度。 23. DFGRD0和DFGRD1：变形梯度的初始和当前值。 24. NOEL、NPT、LAYER、KSPT、KSTEP、KINC：与当前材料点相关的标识信息。 为了便于编写UMAT子程序，ABAQUS提供了几个辅助子程序，例如： - SINV：计算应力不变量。 - SPRINC：计算主应力或主应变值。 - SPRIND：计算主应力或主应变的方向。 - ROTSIG：复原已旋转的张量。 - XIT：用于停止分析的子程序。 编写UMAT子程序时，用户需要对Fortran语言有较深的理解，并且要熟悉ABAQUS的材料模型和本构关系的计算方法。通过合理的定义材料常数、处理状态变量以及编写与材料模型相关的计算逻辑，用户可以自定义材料的复杂行为，从而满足特殊工程问题的需求。在实现UMAT子程序时，用户还需要注意子程序的性能，确保在每次增量步中能够高效地更新材料的状态。