Abaqus材料用户子程序UMAT基础知识及手册.pdf

节选段落一：
1、为何需要使用用户材料子程序（User-Defined Material, UMAT）？
很简单，当 ABAQUS 没有提供我们需要的材料模型时。所以，在决定自己定义一种
新的材料模型之前，最好对 ABAQUS 已经提供的模型心中有数，并且尽量使用现有的
模型，因为这些模型已经经过详细的验证，并被广泛接受。
UMAT 子程序具有强大的功能，使用 UMAT 子程序：
(1)可以定义材料的本构关系，使用 ABAQUS 材料库中没有包含的材料进行计算，扩充
程序功能。
(2) 几乎可以用于力学行为分析的任何分析过程，几乎可以把用户材料属性赋予 ABAQU
S 中的任何单元。


节选段落二：
(3) 必须在 UMAT 中提供材料本构模型的雅可比（Jacobian）矩阵，即应力增量对应变
增量的变化率。
(4) 可以和用户子程序“USDFLD”联合使用，通过“USDFLD”重新定义单元每一物质
点上传递到 UMAT 中场变量的数值。
2、需要哪些基础知识？
先看一下 ABAQUS 手册（ABAQUS Analysis User's Manual）里的一段话：
Warning: The use of this option generally requires considerable expertise(一定的专业知识).


节选段落三：
在增量步的开始，应力张量矩阵 nσ 中的数值通过 U
MAT 和主程序之间的接口传递到 UMAT 中，在增量步的
结束 UMAT 将对应力张量矩阵更新为 1+nσ 。对于包含刚
体转动的有限应变问题，一个增量步调用 UMAT 之前就
已经对应力张量进行了刚体转动，因此 UMAT 中只需处
理应力张量的共旋部分。UMAT 中应力张量的度量为柯
西（真实）应力。
下面这个 UMAT 取自 ABAQUS 手册，是一个用于大变形下的弹塑性材料模型，注
意的是这里需要了解 J2 理论。