Abaqus Umat (子程序4) 弹塑性本构,米塞斯模型(Mises Model)

1)米塞斯模型为经典的弹塑性本构,主要用来模拟金属材料在外荷载作用下的弹塑性行为

2)具体为金属在各向均匀受压状态下不会产生塑性变形,只有在剪切作用下会发生塑性变形

3该Fortran代码为Abaqus的外接子程序(user subroutine),可用于学习最简单的弹塑性本构的编写过程

Abaqus Umat (子程序4) 弹塑性本构,米塞斯模型(Mises Model)的图1

米塞斯模型的适用范围及屈服面形状


Abaqus Umat (子程序4) 弹塑性本构,米塞斯模型(Mises Model)的图2

所编写米塞斯模型UMAT子程序

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FORTRANABAQUS UMAT米塞斯模型

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1. 基本概念 复合应力状态下,不同方向上的应力分量会相互影响,因此单独的正应力或剪应力无法准确描述材料的应力状态。 von Mises应力是一种用于描述材料在复杂三维应力状态下的等效应力的方法。 冯·米塞斯应力通过将各向异性材料在不同方向上的应力综合考虑,提供了一种综合的应力度量方法,用于表示复杂应力状态下的材料强度。 冯·米塞斯应力的概念基于以下假设: 当且仅当两种应力状态具有相同的体积弹性应
混合硬化von Mises率无关弹塑性本构理论以及umat源代码 1 本构理论 1.1 率形式 本构方程为: 当考虑混合硬化时,其应力应变曲线如下: 随动硬化导致屈服面的中心在移动,各向同性硬化导致屈服面在扩张。根据单轴试验得到两个硬化部分的曲线: 屈服条件为: 增加了背应力来表示屈服面中心移动即随动硬化的效果。式中相对应力的表达式为: 流动法则为: 屈服应力是等效塑性应变的函数: 背应力的演化法
1 本构理论 1.1 率形式 本构方程为: 单轴拉伸的应力应变的硬化曲线如下: 根据单轴试验得到硬化部分的曲线: 当仅考虑随动硬化时,屈服面的中心在移动,而屈服面的大小不发生改变,即为常数。 屈服条件为: 增加了背应力来表示屈服面中心移动即随动硬化的效果。式中相对应力的表达式为: 流动法则为: 背应力的演化法则为: 式中: 上标k代表随动部分(kinematic),表示以下随动硬化曲线的梯度: 1
各向同性硬化von Mises率无关弹塑性本构理论以及umat源代码 1 本构理论 1.1 率形式 对于各向同性线弹性材料,其本构方程为: 式中假设了应变张量可以分解为弹性应变和塑性应变两部分: 因此塑性本构的关键在于计算塑性应变的演化。对于率无关弹塑性的本构理论,需要确定以下三个部分: (1):屈服条件 (2):流动法则 (3):硬化法则 在此采用的是 von Mises 屈服条件: 式中后继屈
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