ABAQUS用户材料子程序的应用与开发——以UMAT为例_杨曼娟

简介：
本文介绍了ABAQUS软件中用户材料子程序（UMAT）的应用和开发方法，并通过具体案例详细讲解了如何利用UMAT进行复杂材料建模，为工程仿真分析提供了有力工具。 《ABAQUS用户材料子程序开发及应用》由杨曼娟编写，主要探讨了如何在ABAQUS软件中使用umat（用户自定义材料模型）功能来模拟复杂或特殊的材料行为。ABAQUS是一款强大的非线性有限元分析工具，其用户能够通过编写自己的umat来满足特定需求。 本书采用基于Rankine准则的Mohr-Coulomb破坏理论作为示例，该理论广泛应用于土木工程和地质力学中以描述剪切力作用下材料达到破坏的状态。Mohr-Coulomb模型引入了凝聚力（代表材料内部粘聚力）和摩擦角（表示材料在剪切方向上的抵抗力）来表征强度特性。 书中详细介绍了如何使用Fortran语言编写umat子程序，该过程包括初始化、计算增量应变、更新应力状态、判断破坏条件以及记录塑性应变等关键步骤。这些步骤确保了用户能够准确地模拟土体、岩石和混凝土在复杂荷载下的非线性行为。 1. 初始化：设置初始的应力和应变状态，定义材料属性如凝聚力和摩擦角。 2. 计算增量应变：根据当前负荷步计算新的应变量，这通常涉及到弹性模量、泊松比等参数。 3. 更新应力状态：基于新确定的应变增量更新应力值，可能包括线性弹性和塑性流动响应。 4. 判断破坏条件：通过Rankine准则和Mohr-Coulomb模型检查是否达到材料破坏点。当剪切力超过凝聚力加上摩擦角对应的正应力时认为发生破坏。 5. 计算塑性应变：记录并累计任何发生的塑性变形，以便在后续的迭代中考虑历史效应。 杨曼娟的作品为读者提供了学习和理解如何使用ABAQUS进行复杂材料模拟的有效资源。对于希望利用umat功能解决实际工程问题的专业人士来说，这本书是一份宝贵的参考资料。