abaqus超弹性材料子程序UMAT之对得上与对不上

超弹性材料是一种常见的材料模型,其主要用于模拟橡胶等材料的超弹性性质。具体来说,其是通过一个弹性势能的函数来描述材料的应力应变关系。在实际中,采用超弹性材料制成的结构通常都伴随着大变形/大应变的响应,因此实际中超弹性材料的弹性势能函数往往以大变形的应力度量PK-2应力和格林应变E表达,PK-2应力可由势能函数对格林应变求微分求得。

弹性势能函数不同,所得到的的应力与应变关系就不同,常见的超弹性材料本构模型包括NEO-HOOKEAN,Mooney-Rivlin等。

在通用有限元软件abaqus中,对于超弹性材料本构的二次开发可以采用UHYPER或UMAT进行,帮助文档也提供了几个UMAT的具体例子。在verification manual4.1.21中提供了不可压缩单元的用户材料子程序和模型:

abaqus超弹性材料子程序UMAT之对得上与对不上的图1

该模型具体如下所示:

abaqus超弹性材料子程序UMAT之对得上与对不上的图2

采用同样模型并用abaqus内置的neo-hookean模型与该使用子程序的模型进行对比,计算结果一致。

然而,如果稍加修改其边界条件,将其边界条件改为一端固定一端拉伸:

abaqus超弹性材料子程序UMAT之对得上与对不上的图3

则两个模型的计算结果如下:

abaqus超弹性材料子程序UMAT之对得上与对不上的图4

abaqus超弹性材料子程序UMAT之对得上与对不上的图5

abaqus超弹性材料子程序UMAT之对得上与对不上的图6

内置NEO-HOOKEAN模型与umat在该边界条件下计算结果并不一致,而内置模型明显相对刚度更大。

具体原因,目前还没有找到,以下是该模型的链接,欢迎各位测试指正。

链接: https://pan.baidu.com/s/1Sd53tGjQTHjuPSU_FxXv8Q 提取码: r3f4

【完】

(2条)
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这还是一个Neo-Hookean的UMAT,因为这个例子的C01=0,没有用到,fortran代码UMAT函数中C01也是没用的
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嗯,我没具体看表达式用没用c01。原则上把第二不变量的微分表达式加入就行。不过表达式也可能会很复杂。
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如果用uhyper还是省很多事。
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有没有mooney-rivlin的umat?
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6.14帮助文档验证手册4.1.21
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