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Abaqus 使用日记Abaqus标准版共有“部件（part）”、“材料特性（propoterty）”、“装配（assemble）”、“计算步骤（step）”、“交互（interaction）”、“加载（load）”、“单元划分（mesh）”、“计算（job）”、“后处理（visualization）”、“草图（sketch）”十大模块组成。
建模方法：一个模型（model）通常由一个或几个部件（part）组成，“部件”又由一个或几个特征体（feature）组成，每一个部分至少有一个基本特征体（base feature），特征体可以是所创建的实体，如挤压体、切割挤压体、数据点、参考点、数据轴，数据平面，装配体的装配约束、装配体的实例等等。
1．首先建立“部件”（1）根据实际模型的尺寸决定部件的近似尺寸，进入绘图区。
绘图区根据所输入的近似尺寸决定网格的间距，间距大小可以在edit菜单sketcher options选项里调整。
（2）在绘图区分别建立部件中的各个特征体，建立特征体的方法主要有挤压、旋转、平扫三种。
同一个模型中两个不同的部件可以有同名的特征体组成，也就是说不同部件中可以有同名的特征体，同名特征体可以相同也可以不同。
部件的特征体包括用各种方法建立的基本特征体、数据点（datum point）、数据轴（datum axis）、数据平面（datum plane）等等。
（3）编辑部件可以用部件管理器进行部件复制，重命名，删除等，部件中的特征体可以是直接建立的特征体，还可以间接手段建立，如首先建立一个数据点特征体，通过数据点建立数据轴特征体，然后建立数据平面特征体，再由此基础上建立某一特征体，最先建立的数据点特征体就是父特征体，依次往下分别为子特征体，删除或隐藏父特征体其下级所有子特征体都将被删除或隐藏。
××××特征体被删除后将不能够恢复，一个部件如果只包含一个特征体，删除特征体时部件也同时被删除×××××2．建立材料特性（1）输入材料特性参数弹性模量、泊松比等（2）建立截面（section）特性，如均质的、各项同性、平面应力平面应变等等，截面特性管理器依赖于材料参数管理器（3）分配截面特性给各特征体，把截面特性分配给部件的某一区域就表示该区域已经和该截面特性相关联3．建立刚体（1）部件包括可变形体、不连续介质刚体和分析刚体三种类型，在创建部件时需要指定部件的类型，一旦建立后就不能更改其类型。
【最新整理，下载后即可编辑】ABAQUS教材：入门使用手册一、前言ABAQUS是国际上最先进的大型通用有限元计算分析软件之一，具有惊人的广泛的模拟能力。
它拥有大量不同种类的单元模型、材料模型、分析过程等。
可以进行结构的静态与动态分析，如：应力、变它具有丰富的单元模型，如杆、梁、钢架、板壳、实体、无限体元等；可以模拟广泛的材料性能，如金属、橡胶、聚合物、复合材料、塑料、钢筋混凝土、弹性泡沫，岩石与土壤等。
对于多部件问题，可以通过对每个部件定义合适的材料模型，然后将它们组合成几何构形。
对于大多数模拟，包括高度非线性问题，用户仅需要提供结构的几何形状、材料性能、边界条件、荷载工况等工程数据。
在非线性分析中，ABAQUS能自动选择合适的荷载增量和收敛准则，它不仅能自动选择这些参数的值，而且在分析过程中也能任何参数就能控制问题的数值求解过程。
1.1 ABAQUS产品ABAQUS由两个主要的分析模块组成，ABAQUS/Standard和ABAQUS/Explicit。
前者是一个通用分析模块，它能够求解广泛领域的线性和非线性问题，包括静力、动力、构件的热和电响应的问题。
后者是一个具有专门用途的分析模块，采用显式动力学有限元格式，它适用于模拟短暂、瞬时的动态事件，如冲击和爆炸问题，此外，它对ABAQUS/CAE(Complete ABAQUS Environment)它是ABAQUS的几何形状，并将其分解为便于网格划分的若干区域，应用它可以方便而快捷地构造模型，然后对生成的几何体赋予物理和材料特性、荷载以及边界条件。
ABAQUS/CAE具有对几何体划分网格的强大功能，并可检验所形成的分析模型。
模型生成后，ABAQUS/CAE可以提交、监视和控制分析作业。
而Visualization（可视化）模块可以用来显示得到的结果。
1.2 有限元法回顾任何有限元模拟的第一步都是用一个有限元（Finite Element）的集合来离散（Discretize）结构的实际几何形状，每一个单元代表这个实际结构的一个离散部分。
基于Abaqus子程序的高分子材料本构关系实现作者：汪品红来源：《计算机辅助工程》2013年第05期摘要：对于高分子材料的仿真，业界一般使用经典的弹塑性本构模型来描述其应力应变关系，但其真实的应力应变关系与经典的弹塑性本构模型存在一定差异，从而导致仿真与实际测试之间的差异.Abaqus提供UMAT/VUMAT子程序接口，让用户可以自己构建新的材料本构模型.通过撰写新的材料本构子程序实现高分子材料应力应变关系在仿真中的准确描述，减少仿真与测试之间的差异.同时，在卸载段可以通过卸载标志符的选择定义不同的卸载路径，方便用户使用.关键词：高分子材料；本构关系； Abaqus； UMAT； VUMAT中图分类号： TB324； TB115.1文献标志码： B引言高分子材料在日常生活中有着广泛的应用，因此其不可避免地出现在仿真分析中.当前没有一种商业软件具有适合高分子材料的材料本构模型.Abaqus是一款优秀的商业软件，其提供的子程序接口UMAT/VUMAT允许用户根据使用需求自定义材料本构.[1]使用该方法，可有效解决在仿真中由于材料本构不适用而导致的仿真与实际测试差异过大的问题.1高分子材料本构一般描述方法业界通常使用弹塑性本构定义高分子材料的材料属性.屈服强度一般取材料曲线上第一个峰值点.弹性模量的取法有2种不同的方式：对于应力应变关系曲线有明显直线段的，以第一段直线的斜率作为材料的弹性模量（切线法）；对于曲线没有明显直线段的材料，则使用原点与屈服点连成的直线的斜率作为弹性模量（割线法）.2种方式与真实应力应变曲线的比较见图1.图 1高分子材料测试材料曲线与仿真曲线比较由图1可知，无论使用何种方式，仿真使用的应力应变曲线都与实际材料的应力应变曲线有较大差异.将切线法获得材料数据代入到手机电池盖三点弯曲中进行仿真，见图2，其仿真与测试力位移曲线在最高点的差异约为23%，见图3.对于手机等一些电子类产品，高分子材料的仿真非常重要.在跌落或弯折测试中，高分子材料的应力应变关系与弹塑性本构的差异造成仿真预测不准确，必须定义正确的高分子材料本构.2Abaqus VUMAT子程序Abaqus提供丰富的材料本构模型库，能够满足绝大多数仿真材料模型的需要；同时，还提供UMAT/VUMAT子程序接口，让用户可以用FORTRAN语言编程，自己定义需要的材料本构模型，对Abaqus材料库中没有包含的材料进行计算.几乎可以把用户材料属性赋予Abaqus 中的任何单元，其中UMAT用在隐式仿真计算中，VUMAT用在显式仿真计算中.由于隐式计算与显式计算的差别，导致UMAT与VUMAT也有一定的差异，但是经过简单的改写即可完成它们之间的转换.本文使用准静态仿真分析方法，属于显式求解，所以只介绍VUMAT.3高分子材料VUMAT本构介绍由图1可知，高分子材料的本构与弹塑性本构最大的差异在于弹性段是直线还是曲线.弹性段的路径也直接影响到卸载的路径.因此，对高分子材料本构的定义关键在于非线性弹性段的实现，即要根据当前的应力值实时获取下一增量步所用的弹性模量值.程序整体流程见图4.图 4程序整体流程3.1弹性段多段线性的实现在弹性段，程序根据弹性模量和泊松比计算应力增量.由于弹性段为非线性，需要根据应力或应变更新用于计算的弹性模量值，直至达到屈服点，因此需要在输入文件中输入材料真实应力应变曲线，通过查表计算的函数，根据当前应力σ所在的位置，计算当前的弹性模量.应力应变曲线输入时，输入格式为：用查表的方法，直到σn3.2卸载路径的选择屈服发生后，需要选择弹性模量参与相关计算，有2个作用：一是用来计算屈服后加载段的应力试探值（不对该增量步真实应力产生影响，只起对比判断的作用）；二是用来作为屈服后卸载的路径（为实现不同卸载路径，在程序中设置一个flag位，其值由用户自己输入），用户可以根据实际的需要选择卸载的路径.如图4中，共设置3种卸载路径：沿切线卸载、沿割线卸载以及沿曲线卸载等.用户也可以根据需要增加其他的卸载方式.4子程序的验证为验证子程序是否能实现设计的功能，取一个1/8的网格模型进行单轴拉伸仿真，单元类型为C3D8R.输出其应力应变曲线，与材料真实应力应变曲线比较，见图5.图 5使用VUMAT后加载应力应变曲线与材料曲线对比使用VUMAT后，加载的应力应变曲线与材料测试得到的真实应力应变曲线完全重合，说明VUMAT可以完全反映材料在加载过程中的力学行为.在卸载过程中，分别实现沿弹性段的切线、割线以及曲线卸载.为进一步验证，将VUMAT用于图2所示的手机电池盖三点弯模型中进行仿真与试验对比.在使用弹塑性本构模型时，仿真与测试力位移曲线的最大差异约为23%，而引入使用VUMAT 编写的高分子材料本构后，其仿真与测试的差异减少到4.5%，见图6.从实际项目的验证结果看，使用VUMAT后电池盖测试的力位移曲线与仿真的力位移曲线基本重合，仿真与测试的差异也明显减小.将该本构应用于其他高分子材料和实际案例，其仿真精度均明显改善，也说明该子程序在实际工程中的适用性.图 6使用VUMAT后电池盖力位移曲线对比5结束语使用VUMAT子程序后，高分子材料在加载段的力学特性与测试的真实应力应变曲线一致，同时将其应用在工程实际问题上，也与测试曲线基本一致，验证该程序的适用性.由于高分子材料的卸载特性较为复杂，还需进一步研究，所以程序只给出3种方式供用户按照实际需求进行选择.参考文献：[1]庄茁，张帆，岑松，等. 基于Abaqus的有限元分析和应用[M]. 北京：清华大学出版社， 2009： 509512.（编辑武晓英）。
abaqus中johnson-cook本构模型理解-回复ABAQUS是一种常用的有限元分析软件，广泛应用于工程领域中的结构和材料分析。
在ABAQUS中，材料模型非常重要，因为它决定了结构或部件的力学行为。
本文将重点介绍ABAQUS中的Johnson-Cook本构模型，解释其原理和应用。
一、Johnson-Cook本构模型的基本原理Johnson-Cook本构模型是一种广泛用于金属材料的本构模型，特别适用于高速冲击、爆炸、冲压等工况下的材料行为分析。
该模型基于强化塑性理论并考虑了材料的塑性变形、热软化和应变速率效应。
1. 强化塑性理论：Johnson-Cook本构模型基于强化塑性理论，该理论假设材料的变形主要由两个独立的部分组成：塑性变形和硬化。
塑性变形是由材料中的晶格滑移和形变所引起的，而硬化则是由位错运动和相互作用引起的。
强化塑性理论提供了描述材料行为的基础。
2. 热软化效应：Johnson-Cook本构模型考虑了材料在高温条件下的热软化效应。
在高温下，材料的塑性变形会导致局部温度升高，从而引起局部软化。
这种软化效应可以通过引入热软化参数来描述。
3. 应变速率效应：Johnson-Cook本构模型还考虑了材料的应变速率效应，即材料的塑性行为会随着应变速率的增加而发生变化。
这是因为在高应变速率下，材料的塑性变形速率超过了晶格中位错的运动速度，从而导致材料的变形行为变得复杂。
二、Johnson-Cook本构模型的参数含义与确定方法Johnson-Cook本构模型的参数包括强度系数、表面硬化系数、形变硬化指数、热软化参数和应变速率敏感指数等。
这些参数的确定非常重要，直接影响着本构模型的准确性和预测能力。
一般来说，可以通过实验测试和数值拟合来确定这些参数。
1. 强度系数和表面硬化系数：强度系数表示材料的杨氏模量和屈服强度之间的关系，是描述材料硬度的参数；表面硬化系数用于描述材料的初始硬化过程。
这两个参数可以通过单轴材料拉伸试验获得，并使用试验数据进行拟合来确定。
各向同性材料损伤本构模型SUBROUTINE UMAT(STRESS,STATEV,DDSDDE,SSE,SPD,SCD,+ RPL,DDSDDT,DRPLDE,DRPLDT,+ STRAN,DSTRAN,TIME,DTIME,TEMP,DTEMP,PREDEF,DPRED,CMNAME, + NDI,NSHR,NTENS,NSTATV,PROPS,NPROPS,COORDS,DROT,PNEWDT, + CELENT,DFGRD0,DFGRD1,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,KSTEP,KINC)INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'CHARACTER*80 CMNAMEDIMENSION STRESS(NTENS),STATEV(NSTATV),+ DDSDDE(NTENS,NTENS),DDSDDT(NTENS),+ DRPLDE(NTENS),STRAN(NTENS),DSTRAN(NTENS),+ TIME(2),PREDEF(1),DPRED(1),PROPS(NPROPS),+ COORDS(3),DROT(3,3),DFGRD0(3,3),DFGRD1(3,3)DIMENSION STRANT(6),TSTRANT(4),PT(1)DIMENSION OLD_STRESS(6)DIMENSION DOLD_STRESS(6),D_STRESS(6)DIMENSION C(6,6),CD(6,6),DSTRESS(6),BSTRESS(6),ROOT(3),+ DFMNDE(6),DDMDE(6),DCDDM(6,6),ATEMP1(6), ATEMP2(6)PARAMETER (ZERO=0.D0,ONE=1.D0,TWO=2.D0,FOUR=4.D0,HALF = 0.5D0) C startC IF (NPROPS.LT.2) THENC WRITE(7,*) '** ERROR: UMAT REQUIRES *NPROPS=2'C STOPC END IFE11 =PROPS(1)V12 =PROPS(2)G12 =PROPS(1)/TWO/(ONE+PROPS(2))C Critical values of stressesXT=PROPS(3)XC=PROPS(4)XS=PROPS(5)GX=PROPS(6) !Fracture energy in matrixETA=0.001C Current strainDO I = 1, NTENSSTRANT(I) = STRAN(I) + DSTRAN(I)END DOC StiffnessDO I = 1, 6DO J = 1, 6C(I,J)=ZEROEND DOEND DOATEMP = (1+V12)*(1-TWO*V12)C(1,1) = E11*(1-V12)/ATEMPC(2,2) = E11*(1-V12)/ATEMPC(3,3) = E11*(1-V12)/ATEMPC(1,2) = E11*V12/ATEMPC(1,3) = E11*V12/ATEMPC(2,3) = E11*V12/ATEMPC(4,4) = G12C(5,5) = G12C(6,6) = G12DO I = 2, 6DO J = 1, I-1C(I,J) = C(J,I)END DOEND DOC Critical values of strainsXET=XT/(C(1,1)-2*V12*C(1,2))XEC=XC/(C(1,1)-2*V12*C(1,2))XES=XS/C(4,4)DMOLD = STATEV(1)C Strain initiation criterionA11 = STRANT(1)**TWO+STRANT(2)**TWO+STRANT(3)**TWOA12 = A11 / XET / XECA21 = STRANT(1)+STRANT(2)+STRANT(3)A22 = (XEC - XET) / XEC / XET * A21A31 = STRANT(4)**TWO+STRANT(5)**TWO+STRANT(6)**TWOA32 = A31 / XES**TWOA1= A12 + A22 + A32C B11 = STRANT(2)**TWOC B12 = B11 / XET / XECC B21 = STRANT(2)C B22 = (XEC - XET) / XEC / XET * B21C B31 = STRANT(5)**TWOC B32 = B31 / XES**TWOC B1= B12 + B22 + B32C C11 = STRANT(3)**TWOC C12 = C11 / XET / XECC C21 = STRANT(3)C C22 = (XEC - XET) / XEC / XET * C21C C31 = STRANT(6)**TWOC C32 = C31 / XES**TWOC C1= C12 + C22 + C32STATEV(2)=A1C STATEV(3)=B1C STATEV(4)=C1FMN = ZEROIF (A1.GT.ZERO) THENFMN =SQRT(A1)C IF (B1.GT.ONE) THENC FMN =FMN+SQRT(B1)C IF(C1.GT.ONE) THENC FMN =FMN+SQRT(C1)C END IFC END IFEND IFSTATEV(5)=FMNC write(*,*) FMNDM = ZERODDMDFMN = ZERODO I = 1, 6DFMNDE(I) = ZERODDMDE(I) = ZEROEND DOIF (FMN .GT. ONE) THENC CALCULATE DM, DDMDFMNC WRITE(6,*)FMNT1 = (C(1,1)-2*V12*C(1,2)) * XET**2 * CELENT / GXT2 = (ONE - FMN) * T1DM = ONE - EXP(T2)/FMNC WRITE(6,*)'T1 ',T1,' T2', T2, ' DM', DMC write(*,*) DMC CALCULATE THE DERIVATIVE OF DAMAGE VARIABLE WITH RESPECT TO FAILURE C RITERIONDDMDFMN = (ONE / FMN + T1) * (ONE - DM)C CALCULATE DFMNDEIF (DM .GT. DMOLD) THENDFMNDE(1) = HALF/FMN*(TWO*STRANT(1)+XEC-XET)/XET/XECDFMNDE(2) = HALF/FMN*(TWO*STRANT(2)+XEC-XET)/XET/XECDFMNDE(3) = HALF/FMN*(TWO*STRANT(3)+XEC-XET)/XET/XECDFMNDE(4) = ONE/FMN*TWO*STRANT(4)/XES**TWODFMNDE(5) = ONE/FMN*TWO*STRANT(5)/XES**TWODFMNDE(6) = ONE/FMN*TWO*STRANT(6)/XES**TWODO I = 1, 6DDMDE(I) = DFMNDE(I) * DDMDFMNEND DOEND IFEND IFDM = MAX (DM, DMOLD)C write(6,*) DMC SAVE THE OLD STRESS TO OLD_STRESSDO I = 1, NTENSOLD_STRESS(I) = STRESS(I)END DOC Effective stiffnessDO I = 1, 6DO J = 1, 6CD(I,J)=C(I,J)END DOEND DOIF (DM.NE.ZERO) THENCD(1,1) = (ONE - DM)*C(1,1)CD(1,2) = (ONE - DM)*C(1,2)CD(2,1) = CD(1,2)CD(2,2) = (ONE - DM)*C(2,2)CD(1,3) = (ONE - DM)*C(1,3)CD(3,1) = CD(1,3)CD(2,3) = (ONE- DM)*C(2,3)CD(3,2) = CD(2,3)CD(4,4) = (ONE - DM)*C(4,4)CD(5,5) = (ONE - DM)*C(5,5)CD(6,6) = (ONE - DM)*C(5,5)END IFC Elastic derivativeDO I = 1, 6DO J = 1, 6DCDDM(I,J) = ZEROEND DOEND DOCC CALCULATE DC/DDMCDCDDM(1,1) = -C(1,1)DCDDM(1,2) = -C(1,2)DCDDM(2,1) = -C(2,1)DCDDM(2,2) = -C(2,2)DCDDM(2,3) = -C(2,3)DCDDM(3,2) = -C(3,2)DCDDM(3,3) = -C(3,3)DCDDM(3,1) = -C(3,1)DCDDM(1,3) = -C(1,3)DCDDM(4,4) = -C(4,4)DCDDM(5,5) = -C(5,5)DCDDM(6,6) = -C(6,6)C UPDATE THE JACOBIANDO I = 1, NTENSATEMP1(I) = ZERODO J = 1, NTENSATEMP1(I) = ATEMP1(I) + DCDDM(I,J) * STRANT(J)END DOEND DODDSDDE=0DO I = 1, NTENSDO J = 1, NTENSDDSDDE(I,J)=CD(I,J)+(ATEMP1(I)*DDMDE(J))*DTIME/(DTIME+ETA) END DOEND DOC Update stressesDO I = 1, NTENSSTRESS(I)=ZERODO J = 1, NTENSC IF(DM.LT.0.5) THENSTRESS(I)=STRESS(I)+ CD(I,J) * STRANT(J)C ELSEC STRESS(I)=STRESS(I)+ CD(I,J) * STRANT(J) * (1-DM)C ENDIFEND DOEND DOC EnergyDO I = 1, NDISSE = SSE + HALF * (STRESS(I) + OLD_STRESS(I)) * DSTRAN(I) END DODO I = NDI+1, NTENSSSE = SSE + (STRESS(I) + OLD_STRESS(I)) * DSTRAN(I) END DOSTATEV(1)=DMRETURNEND。
abaqus中johnson-cook本构模型理解-回复Abaqus中Johnson-Cook本构模型理解引言：材料的本构模型是描述材料力学行为的数学方程。
在有限元分析中，本构模型可以用于模拟材料的变形和损伤行为，从而预测材料在不同加载条件下的响应。
Johnson-Cook本构模型是一种常用的本构模型，广泛应用于材料科学和工程领域。
本文将从基本原理开始，逐步解释和理解Abaqus 中Johnson-Cook本构模型。
1. 弹塑性本构模型首先需要了解的是，弹塑性本构模型是最基本的材料模型之一。
它基于线弹性理论，假设材料在小应变范围内具有弹性行为，而在大应变范围内表现出塑性行为。
弹塑性本构模型可以描述材料的应力-应变关系，并预测材料的弹性变形和塑性变形。
2. 材料的温度效应在考虑Johnson-Cook本构模型之前，还需要考虑材料的温度效应。
温度对材料力学行为的影响是复杂而重要的。
温度的增加可以引起材料的软化、蠕变和断裂等现象。
因此，在模拟材料行为时，必须考虑材料的温度效应，并选择适当的本构模型来描述。
3. Johnson-Cook本构模型的基本原理Johnson-Cook本构模型是一种经验模型，用于描述材料的塑性行为和温度效应。
它采用以下形式的应力-应变关系：σ= (A + B ε^n) (1 + C ln(ε˙/ε˙_0))^m (1 - T/T_m)^p其中，σ是材料的应力，ε是应变，ε˙是应变速率，T是材料的温度，A、B、C、n、m、p和T_m是需要通过实验来确定的材料参数。
4. 材料参数的确定为了使用Johnson-Cook本构模型，需要通过实验来确定材料参数。
这些参数通常由材料的拉伸实验和冲击实验等得到。
拉伸实验可以提供材料的应力-应变曲线，以及材料的屈服强度和断裂应变等信息。
冲击实验可以提供材料的应变率敏感性和断裂韧性等信息。
根据实验数据，可以使用不同的方法来确定Johnson-Cook本构模型的参数。
前言有限元法是工程中广泛使用的一种数值计算方法。
它是力学、计算方法和计算机技术相结合的产物。
在工程应用中，有限元法比其它数值分析方法更流行的一个重要原因在于:相对与其它数值分析方法，有限元法对边界的模拟更灵活，近似程度更高。
所以，伴随着有限元理论以及计算机技术的发展，大有限元软件的应用证变得越来越普及。
ABAQUS软件一直以非线性有限元分析软件而闻名，这也是它和ANSYS，Nastran等软件的区别所在。
非线性有限元分析的用处越来越大，因为在所用材料非常复杂很多情况下，用线性分析来近似已不再有效。
比方说，一个复合材料就不能用传统的线性分析软件包进行分析。
任何与时间有关联，有较大位移量的情况都不能用线性分析法来处理。
多年前，虽然非线性分析能更适合、更准确的处理问题，但是由于当时计算设备的能力不够强大、非线性分析软件包线性分析功能不够健全，所以通常采用线性处理的方法。
这种情况已经得到了极大的改善，计算设备的能力变得更加强大、类似ABAQUS这样的产品功能日臻完善，应用日益广泛。
非线性有限元分析在各个制造行业得到了广泛应用,有不少大型用户。
航空航天业一直是非线性有限元分析的大客户，一个重要原因是大量使用复合材料。
新一代波音 787客机将全部采用复合材料。
只有像 ABAQUS这样的软件，才能分析包括多个子系统的产品耐久性能。
在汽车业，用线性有限元分析来做四轮耐久性分析不可能得到足够准确的结果.分析汽车的整体和各个子系统的性能要求(如悬挂系统等）需要进行非线性分析。
在土木工程业， ABAQUS能处理包括混凝土静动力开裂分析以及沥青混凝土方面的静动力分析，还能处理高度复杂非线性材料的损伤和断裂问题,这对于大型桥梁结构,高层建筑的结构分析非常有效。
瞬态、大变形、高级材料的碰撞问题必须用非线性有限元分析来计算。
线性分析在这种情况下是不适用的。
以往有一些专门的软件来分析碰撞问题,但现在ABAQUS在通用有限元软件包就能解决这些问题。
复合材料模型建模与分析1. Cohesive单元建模方法1。
1 几何模型使用内聚力模型（cohesive zone）模拟裂纹的产生和扩展,需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive 层。
建立cohesive层的方法主要有:方法一、建立完整的结构(如图1（a）所示),然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive单元,用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点，并以此传递力和位移.方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束,使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调,如图1（b）所示。
（a）cohesive单元与其他单元公用节点 (b)独立的网格通过“tie"绑定图1.建模方法上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie"很繁琐；因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。
1。
2 材料属性应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction—separation描述；另一种是基于连续体描述。
其中基于traction—separation描述的方法应用更加广泛。
而在基于traction—separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。
它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。
注意图中纵坐标为应力,而横坐标为位移，因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive单元的刚度.曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。
因此在定义cohesive的力学性能时，实际就是要确定上述本构模型的具体形状:包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率，或者最终失效时单元的位移.常用的定义方法是给定上述参数中的前三项，也就确定了cohesive的本构模型.Cohesive单元可理解为一种准二维单元，可以将它看作被一个厚度隔开的两个面，这两个面分别和其他实体单元连接.Cohesive单元只考虑面外的力，包括法向的正应力以及XZ，YZ两个方向的剪应力。
abaqus 钢拉伸断裂本构
摘要：
1.ABAQUS 简介
2.钢的拉伸断裂本构模型
3.ABAQUS 在钢拉伸断裂模拟中的应用
正文：
【ABAQUS 简介】
ABAQUS 是一款广泛应用于各种领域，如机械、航空航天、汽车工程等的商业有限元分析软件。
其强大的功能和灵活的模块设计使得用户可以模拟和解决复杂的工程问题。
在材料力学领域，ABAQUS 提供了丰富的材料模型和本构关系，可以对各种材料进行准确的模拟和分析。
【钢的拉伸断裂本构模型】
钢的拉伸断裂本构模型是描述钢材在拉伸过程中，应力与应变关系的数学模型。
通常，这一模型包括线性弹性部分和非线性屈服部分。
线性弹性部分描述了钢材在弹性范围内的应力与应变关系，非线性屈服部分则描述了钢材进入屈服状态后的应力与应变关系。
【ABAQUS 在钢拉伸断裂模拟中的应用】
在ABAQUS 中，可以利用钢的拉伸断裂本构模型，对钢构件在拉伸过程中的应力分布、变形情况以及断裂点等进行准确模拟。
通过对模型的参数设置，可以模拟不同材料性质、不同几何形状和不同边界条件的情况，满足各种工程需求。
此外，ABAQUS 还提供了丰富的后处理工具，可以方便地对模拟结果进行可视化和分析，为用户提供直观、准确的信息。
这些信息可以帮助用户更好地理解材料的行为，优化设计和制造过程，提高产品的性能和寿命。
abaqus中johnson-cook本构模型理解-回复abaqus中Johnson-Cook本构模型是一种常用的材料模型，被广泛应用于多种领域的工程分析中。
它的设计目的是能够准确描述材料在高应变率和高温条件下的塑性行为。
本文将会一步一步回答有关Johnson-Cook 本构模型的问题，以帮助读者全面理解该模型的原理和应用。
1. 什么是本构模型？本构模型是数学描述材料行为的模型，它通过数学方程将应力和应变之间的关系建立起来。
在有限元分析中，材料的本构模型是必不可少的一部分，它可以用来预测材料的力学响应和变形行为。
2. Johnson-Cook本构模型的背景和发展Johnson-Cook本构模型最早是由Johnson和Cook在1983年提出的。
该模型的设计初衷是用来描述各种材料在高应变率和高温条件下的塑性行为，特别是金属在高速冲击和爆炸加载条件下的应力应变关系。
它在军事、汽车、航空航天等领域得到了广泛的应用。
3. Johnson-Cook本构模型的基本原理Johnson-Cook本构模型基于弹塑性理论和动力学方程，采用了一个经验公式来描述材料在高应变率和高温条件下的塑性行为。
该模型可以从宏观尺度上预测材料的变形行为。
4. Johnson-Cook本构模型的公式表达Johnson-Cook本构模型的公式表达如下：σ= σ_0 + (A + Bε^n)(1 + Cln(ε˙/ε˙_0))(1 - (T/T_m)^m)其中，σ是应力，σ_0是材料的初始应力，A、B、C和n是模型中的常数，ε是应变，ε˙是应变速率，ε˙_0是参考应变速率，T是温度，T_m是材料的熔点，m是一个与材料性质相关的常数。
5. Johnson-Cook本构模型的参数Johnson-Cook本构模型的常数A、B、C、n、ε˙_0和m需要通过实验数据拟合得到。
这些参数的选取是由材料的性质和试验条件决定的。
一般情况下，可以通过标准拉伸试验和冲击试验来获取这些参数。
Abaqus 使用问答Q: abaqus的图形如何copy?A:file>print>file格式为png，可以用Acdsee打开。
Q: 用Abaqus能否计算[Dep]不对称的问题?A:可以，并且在step里面的edit step对话框other里面的matrix solver有个选项。
Q: 弹塑性矩阵【D】与ddsdde有何联系?A: stress=D*stran；d(stress)=ddsdde*d(stran)。
Q: 在abaqus中，如果采用umat,利用自己的本构，如何让abaqus明白这种材料的弹塑性应变，也就是说，如何让程序返回弹性应变与塑性应变，好在output中输出，我曾想用最笨地方法，在uvarm中定义输出，利用getvrm获取材料点的值，但无法获取增量应力，材料常数等，研究了帮助中的例子，umatmst3.inp,umatmst3.for,他采用mises J2 流动理论，我在output history 显示他已进入塑性状态，但他的PE仍然为0！！?A: 用uvar( )勉强成功。
Q: 本人在用umat作本构模型时，*static,1,500,0.000001,0.1 此时要求的增量步很多，即每次增量要很小，*static1,500 时，在弹性向塑性过度时，出现错误，增量过大，出现尖点.?A: YOU CAN TRY AS FOLLOWS:*STEP,EXTRAPOLATION=NO,INC=2000000*STATIC0.001,500.0,0.00001,0.1。
Q: 模型中存在两个物体的接触，计算过程中报错，怎么回事?A: 接触问题不收敛有两个方面不妨试试：一、在*CONTACT PAIR 里调试ADJUST参数；二、调一些模型参数，比如FRICTION等。
Q: 在边界条件和加载时，总是有initial这个步，然后是我们自己定义的加载步，请问这个initial步,主要作用是什么？能不能去掉？A: 不能去掉,所有的分析都有,是默认的步。
abaqus 钢拉伸断裂本构
摘要：
1.简介
2.Abaqus 软件介绍
3.钢的拉伸断裂本构模型
4.Abaqus 中钢的拉伸断裂模拟
5.结论
正文：
1.简介
Abaqus 是一种广泛应用于工程领域的有限元分析软件，可以模拟各种材料和结构的力学行为。
在本文中，我们将重点介绍如何使用Abaqus 软件来模拟钢的拉伸断裂过程。
2.Abaqus 软件介绍
Abaqus 是一款法国公司Dassault Systemes 开发的有限元分析软件。
它广泛应用于各种工程领域，包括机械、土木、航空航天等。
Abaqus 提供了一个强大的模拟环境，可以模拟各种复杂的力学问题，包括材料的屈服、断裂等。
3.钢的拉伸断裂本构模型
钢的拉伸断裂本构模型是描述钢在拉伸过程中断裂行为的数学模型。
它通常包括两个部分：一个是描述钢的弹性行为的线性弹性本构模型，另一个是描述钢的塑性行为的屈服和强化本构模型。
4.Abaqus 中钢的拉伸断裂模拟
在Abaqus 中，可以利用钢的拉伸断裂本构模型来模拟钢的拉伸断裂过程。
具体步骤包括：建立模型，定义材料属性，施加边界条件，求解和后处理。
在建立模型时，需要首先创建一个几何模型，然后划分网格。
在定义材料属性时，需要指定钢的弹性模量、屈服强度、极限强度等参数。
在施加边界条件时，需要指定钢棒的两端固定，以防止其移动。
在求解和后处理时，可以使用Abaqus 的求解器求解方程组，然后使用后处理器查看结果。
5.结论
通过使用Abaqus 软件，可以有效地模拟钢的拉伸断裂过程。
【最新整理，下载后即可编辑】材料本构模型及编程-ABAQUS-UMAT材料本构模型及编程实现：简介1、什么时候用用户定义材料（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。
2、好学吗？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 experti se. The user is cautioned that the implementation of any realistic consti tutive model requires extensive development and testing. Initial testing on a single element model with prescribed traction loading is strongly r ecommended.但这并不意味着非力学专业，或者力学基础知识不很丰富者就只能望洋兴叹，因为我们的任务不是开发一套完整的有限元软件，而只是提供一个描述材料力学性能的本构方程（Constitutive equation）而已。
当然，最基本的一些概念和知识还是要具备的，比如应力(stress),应变（strain）及其分量； volumetric part和deviatoric part；模量（modulus）、泊松比(Poisson’s ratio)、拉美常数(Lame constant)；矩阵的加减乘除甚至求逆；还有一些高等数学知识如积分、微分等。
3、UMAT的基本任务？我们知道，有限元计算（增量方法）的基本问题是：已知第n步的结果（应力，应变等），；然后给出一个应变增量, 计算新的应力。
UMAT要完成这一计算，并要计算Jacobian 矩阵DDSDDE(I,J) =。
是应力增量矩阵（张量或许更合适），是应变增量矩阵。
DDSDDE(I,J) 定义了第J个应变分量的微小变化对第I 个应力分量带来的变化。
该矩阵只影响收敛速度，不影响计算结果的准确性（当然，不收敛自然得不到结果）。
4、怎样建立自己的材料模型？本构方程就是描述材料应力应变（增量）关系的数学公式，不是凭空想象出来的，而是根据实验结果作出的合理归纳。
比如对弹性材料，实验发现应力和应变同步线性增长，所以用一个简单的数学公式描述。
为了解释弹塑性材料的实验现象，又提出了一些弹塑性模型，并用数学公式表示出来。
对各向同性材料（Isotropic material）,经常采用的办法是先研究材料单向应力-应变规律（如单向拉伸、压缩试验），并用一数学公式加以描述，然后把讲该规律推广到各应力分量。
这叫做“泛化“(generalization)。
5、一个完整的例子及解释下面这个UMAT取自ABAQUS手册，是一个用于大变形下的弹塑性材料模型。
希望我的注释能帮助初学者理解。
需要了解J2理论。
SUBROUTINE UMAT(STRESS,STATEV,DDSDDE,SSE,SPD,SCD ,RPL,DDSDDT,1 DRPLDE,DRPLDT,STRAN,DSTRAN,TIME,DTIME,TEMP,DT EMP,PREDEF,DPRED,2 CMNAME,NDI,NSHR,NTENS,NSTATV,PROPS,NPROPS,COO RDS,DROT,3 PNEWDT,CELENT,DFGRD0,DFGRD1,NOEL,NPT,LAYER,K SPT,KSTEP,KINC)STRESS--应力矩阵，在增量步的开始，保存并作为已知量传入UMAT ；在增量步的结束应该保存更新的应力；STRAN--当前应变，已知。
DSTRAN—应变增量，已知。
STATEV--状态变量矩阵，用来保存用户自己定义的一些变量，如累计塑性应变，粘弹性应变等等。
增量步开始时作为已知量传入，增量步结束应该更新；DDSDDE=。
需要更新DTIME—时间增量dt。
已知。
NDI—正应力、应变个数,对三维问题、轴对称问题自然是3（11,22,33），平面问题是2(11,22)；已知。
NSHR —剪应力、应变个数，三维问题时3(12,13,23)，轴对称问题是1(12)；已知。
NTENS=NTENS NSHR，已知。
PROPS材料常数矩阵，如模量啊，粘度系数啊等等；作为已知量传入，已知。
DROT—对finite strain问题，应变应该排除旋转部分，该矩阵提供了旋转矩阵，详见下面的解释。
已知。
PNEWDT—可用来控制时间步的变化。
如果设置为小于1的数，则程序放弃当前计算，并用新的时间增量DTIME X PNEWDT 作为新的时间增量计算；这对时间相关的材料如聚合物等有用；如果设为大余1的数，则下一个增量步加大DTIME为DTIME X PNEWDT。
可以更新。
其他变量含义可参看手册，暂时用不到。
CINCLUDE 'ABA_PARAM.INC'定义了一些参数，变量什么的，不用管CCHARACTER*8 CMNAMECDIMENSION STRESS(NTENS),STATEV(NSTATV),DDSDDE(N TENS,NTENS),1 DDSDDT(NTENS),DRPLDE(NTENS),STRAN(NTENS),DSTR AN(NTENS),2 PREDEF(1),DPRED(1),PROPS(NPROPS),COORDS(3),DROT(3,3),3 DFGRD0(3,3),DFGRD1(3,3)矩阵的尺寸声明CC LOCAL ARRAYSC ----------------------------------------------------------------C EELAS - ELASTIC STRAINSC EPLAS - PLASTIC STRAINSC FLOW - DIRECTION OF PLASTIC FLOWC ----------------------------------------------------------------C局部变量，用来暂时保存弹性应变、塑性应变分量以及流动方向 DIMENSION EELAS(6),EPLAS(6),FLOW(6)CPARAMETER(ZERO=0.D0,ONE=1.D0,TWO=2.D0,THREE=3.D 0,SIX=6.D0,1 ENUMAX=.4999D0,NEWTON=10,TOLER=1.0D-6)CC ----------------------------------------------------------------C UMAT FOR ISOTROPIC ELASTICITY AND ISOTROPIC MIS ES PLASTICITYC CANNOT BE USED FOR PLANE STRESSC ----------------------------------------------------------------C PROPS(1) - EC PROPS(2) - NUC PROPS(3..) - SYIELD AN HARDENING DATAC CALLS HARDSUB FOR CURVE OF YIELD STRESS VS. PLAS TIC STRAINC ----------------------------------------------------------------CC ELASTIC PROPERTIESC获取杨氏模量，泊松比，作为已知量由PROPS向量传入EMOD=PROPS(1) EENU=PROPS(2) νEBULK3=EMOD/(ONE-TWO*ENU) 3KEG2=EMOD/(ONE ENU) 2GEG=EG2/TWO GEG3=THREE*EG 3GELAM=(EBULK3-EG2)/THREE λDO K1=1,NTENSDO K2=1,NTENSDDSDDE(K1,K2)=ZEROEND DOEND DO弹性部分，Jacobian矩阵很容易计算注意，在ABAQUS中，剪切应变采用工程剪切应变的定义，所以剪切部分模量是G而不是2G!CC ELASTIC STIFFNESSCDO K1=1,NDIDO K2=1,NDIDDSDDE(K2,K1)=ELAMEND DODDSDDE(K1,K1)=EG2 ELAMEND DODDSDDE(K1,K1)=EGEND DOCC RECOVER ELASTIC AND PLASTIC STRAINS AND ROTATE FORWARDC ALSO RECOVER EQUIVALENT PLASTIC STRAINC读取弹性应变分量，塑性应变分量，并旋转（调用了ROTSIG），分别保存在EELAS和EPLAS中；CALL ROTSIG(STATEV( 1),DROT,EELAS,2,NDI,NSHR)CALL ROTSIG(STATEV(NTENS 1),DROT,EPLAS,2,NDI,NSHR) 读取等效塑性应变EQPLAS=STATEV(1 2*NTENS)先假设没有发生塑性流动，按完全弹性变形计算试算应力CC CALCULATE PREDICTOR STRESS AND ELASTIC STRAIN CDO K1=1,NTENSDO K2=1,NTENSSTRESS(K2)=STRESS(K2) DDSDDE(K2,K1)*DSTRAN(K1)END DOEELAS(K1)=EELAS(K1) DSTRAN(K1)END DOC计算Mises应力C CALCULATE EQUIVALENT VON MISES STRESSCSMISES=(STRESS(1)-STRESS(2))**2 (STRESS(2)-STRESS(3))**2 1 (STRESS(3)-STRESS(1))**2SMISES=SMISES SIX*STRESS(K1)**2END DOSMISES=SQRT(SMISES/TWO)C 根据当前等效塑性应变，调用HARDSUB得到对应的屈服应力C GET YIELD STRESS FROM THE SPECIFIED HARDENING C URVECNVALUE=NPROPS/2-1CALL HARDSUB(SYIEL0,HARD,EQPLAS,PROPS(3),NVALUE) CC DETERMINE IF ACTIVELY YIELDINGC 如果Mises应力大余屈服应力，屈服发生，计算流动方向IF (SMISES.GT.(ONE TOLER)*SYIEL0) THENCC ACTIVELY YIELDINGC SEPARATE THE HYDROSTATIC FROM THE DEVIATORIC STRESSC CALCULATE THE FLOW DIRECTIONCSHYDRO=(STRESS(1) STRESS(2) STRESS(3))/THREEDO K1=1,NDIFLOW(K1)=(STRESS(K1)-SHYDRO)/SMISESEND DODO K1=NDI 1,NTENSFLOW(K1)=STRESS(K1)/SMISESEND DOC根据J2理论并应用Newton-Rampson方法求得等效塑性应变增量C SOLVE FOR EQUIVALENT VON MISES STRESSC AND EQUIVALENT PLASTIC STRAIN INCREMENT USING NEWTON ITERATIONCSYIELD=SYIEL0DEQPL=ZERODO KEWTON=1,NEWTONRHS=SMISES-EG3*DEQPL-SYIELDDEQPL=DEQPL RHS/(EG3 HARD)CALL HARDSUB(SYIELD,HARD,EQPLASDEQPL,PROPS(3),NVALUE)IF(ABS(RHS).LT.TOLER*SYIEL0) GOTO 10END DOCC WRITE WARNING MESSAGE TO THE .MSG FILECWRITE(7,2) NEWTON2 FORMAT(//,30X,'***WARNING - PLASTICITY ALGORITHM DID NOT ',1 'CONVERGE AFTER ',I3,' ITERATIONS')10 CONTINUEC更新应力，应变分量C UPDATE STRESS, ELASTIC AND PLASTIC STRAINS AND C EQUIVALENT PLASTIC STRAINCDO K1=1,NDISTRESS(K1)=FLOW(K1)*SYIELD SHYDROEPLAS(K1)=EPLAS(K1) THREE/TWO*FLOW(K1)*DEQPLEELAS(K1)=EELAS(K1)-THREE/TWO*FLOW(K1)*DEQPLEND DODO K1=NDI 1,NTENSSTRESS(K1)=FLOW(K1)*SYIELDEPLAS(K1)=EPLAS(K1) THREE*FLOW(K1)*DEQPLEELAS(K1)=EELAS(K1)-THREE*FLOW(K1)*DEQPLEND DOEQPLAS=EQPLAS DEQPLCC CALCULATE PLASTIC DISSIPATIONCSPD=DEQPL*(SYIEL0 SYIELD)/TWOCC 计算塑性变形下的Jacobian矩阵FORMULATE THE JACOBIAN (MATERIAL TANGENT) C FIRST CALCULATE EFFECTIVE MODULICEFFG=EG*SYIELD/SMISESEFFG2=TWO*EFFGEFFG3=THREE/TWO*EFFG2EFFLAM=(EBULK3-EFFG2)/THREEEFFHRD=EG3*HARD/(EG3 HARD)-EFFG3c...if (props(7).lt..001) go to 99c...DO K1=1,NDIDO K2=1,NDIDDSDDE(K2,K1)=EFFLAMEND DODDSDDE(K1,K1)=EFFG2 EFFLAMEND DODO K1=NDI 1,NTENSDDSDDE(K1,K1)=EFFGEND DODO K1=1,NTENSDO K2=1,NTENSDDSDDE(K2,K1)=DDSDDE(K2,K1)EFFHRD*FLOW(K2)*FLOW(K1)END DOEND DOc...99 continuec...ENDIFC将弹性应变，塑性应变分量保存到状态变量中，并传到下一个增量步C STORE ELASTIC AND (EQUIVALENT) PLASTIC STRAINS C IN STATE VARIABLE ARRAYCDO K1=1,NTENSSTATEV(K1)=EELAS(K1)STATEV(K1 NTENS)=EPLAS(K1)END DOSTATEV(1 2*NTENS)=EQPLASCRETURNENDc...c...子程序，根据等效塑性应变，利用插值的方法得到对应的屈服应力SUBROUTINE HARDSUB(SYIELD,HARD,EQPLAS,TABLE,NV ALUE)CINCLUDE 'ABA_PARAM.INC'CDIMENSION TABLE(2,NVALUE)CPARAMETER(ZERO=0.D0)CC SET YIELD STRESS TO LAST VALUE OF TABLE, HARDENI NG TO ZEROCSYIELD=TABLE(1,NVALUE)HARD=ZEROC IF MORE THAN ONE ENTRY, SEARCH TABLECIF(NVALUE.GT.1) THENDO K1=1,NVALUE-1EQPL1=TABLE(2,K1 1)IF(EQPLAS.LT.EQPL1) THENEQPL0=TABLE(2,K1)IF(EQPL1.LE.EQPL0) THENWRITE(7,1)1 FORMAT(//,30X,'***ERROR - PLASTIC STRAIN MUST BE `, 1 `ENTERED IN ASCENDING ORDER')CALL XITENDIFCC CURRENT YIELD STRESS AND HARDENING CDEQPL=EQPL1-EQPL0SYIEL0=TABLE(1,K1)SYIEL1=TABLE(1,K1 1)DSYIEL=SYIEL1-SYIEL0HARD=DSYIEL/DEQPLSYIELD=SYIEL0 (EQPLAS-EQPL0)*HARDGOTO 10ENDIFEND DO10 CONTINUEENDIFRETURNEND。
