1、UMAT- 1 -* inp *MATERIAL, NAME= *USER MATERIAL, CONSTANTS= 8， （UNSYMN）30.E6, 0.3, 30.E3, 0., 40.E3, 0.1, 50.E3, 0.5 *DEPVAR13 *INITIAL CONDITIONS, TYPE=SOLUTION*USER SUBROUTINES， （INPUT=）* Fortran程序 *SUBROUTINE UMAT(STRESS,STATEV,DDSDDE,SSE,SPD,SCD,1 RPL,DDSDDT,DRPLDE,DRPLDT,2 STRAN,DSTRAN,TIME,DTIM
2、E,TEMP,DTEMP,PREDEF,DPRED,CMNAME,3 NDI,NSHR,NTENS,NSTATV,PROPS,NPROPS,COORDS,DROT,PNEWDT,4 CELENT,DFGRD0,DFGRD1,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,KSTEP,KINC)CINCLUDE ABA_PARAM.INCCCHARACTER*80 CMNAMEDIMENSION STRESS(NTENS),STATEV(NSTATV),1 DDSDDE(NTENS,NTENS),DDSDDT(NTENS),DRPLDE(NTENS),2 STRAN(NTENS),DSTRAN(NTEN
3、S),TIME(2),PREDEF(1),DPRED(1),3 PROPS(NPROPS),COORDS(3),DROT(3,3),DFGRD0(3,3),DFGRD1(3,3)user coding to define DDSDDE, STRESS, STATEV, SSE, SPD, SCDand, if necessary, RPL, DDSDDT, DRPLDE, DRPLDT, PNEWDTRETURNENDUMAT- 2 -变量分类UMAT中可以得到的量增量步开始时刻的，应力（Stress），应变（Strain）, 状态变量（Solution-dependent state var
4、iables (SDVs)）增量步开始时刻的，应变增量（Strain increment），转角增量（Rotation increment），变形梯度（Deformation gradient）时间总值及增量（Total and incremental values of time），温度（Temperature），用户定义场变量材料常数，材料点的位置，特征单元长度当前分析步，增量步必须定义的变量 应力，状态变量，材料 Jacobian矩阵（本构关系）可以定义的变量应变能，塑性耗能，蠕变耗能新建议的时间增量UMAT中可以直接调用（Call ）的子程序或子函数SINV（STRESS,SINV1,
5、SINV2,NDI,NSHR）用于计算应力不变量。其中：SINV1=第一应力不变量；SINV2=第二应力不变量。SPRINC（S,PS,LSTR,NDI,NSHR） 用于计算主应力或应变值。其中：S=应力或应变张量；PS（I），I=1,2,3, 主应力或应变值；LSTR=标识，1 表示 S为应力张量，2 表示 S为应变张量。SPRIND（S,PS,AN,LSTR,NDI,NSHR） 用于计算主应力或应变的方向。其中：AN（K1,I），I=1,2,3,表示 PS（K1）的法向的方向余弦。ROTSIG（S,R,SPRIME,LSTR,NDI,NSHR） 用于复原已旋转的张量。其中：R=转角矩阵；S
6、PRIME=已旋转的应力或应变张量。XIT 用于停止分析，并关闭所有与分析相关的文件。UMAT- 3 -Variables DefineSTRESS（NTENS ）该增量步开始之前的应力向量，在增量步结束之后，必须进行更新。如果指定了初始应力，则该向量在分析开始始将保持初始应力。真实Cauchy 应力。STATEV（NSTATV）求解过程中的状态变量的存贮向量。在该增量步开始时，用来传递状态变量，除非进行了更新（采用 USDEFL 或 UEXPAN） 。在增量步结束时，STATEV 更新为结束时刻的状态变量值。STATEV 的维数（NSTATV）由*DEPVAR 决定。DDSDDE（NTENS
7、，NTENS） Jacobian 矩阵，即本构关系矩阵。/。除非声明采用非对称方程求解，否则均为对称矩阵 DDSDDE(i, j)。S SE、SPD、SCD 弹性应变能、塑性耗能、徐（蠕）变耗能。在该增量步结束时进行更新，并在下一增量步开始时进行传递。这些能量参数对于求解结果不起作用，除非结果采用能量形式输出。需要定义的变量，在所有分析情况下均适用。RPL 该增量步结束时，由于材料的力学作工而产生的体积发热量。DDSDDT（NTENS） 与温度想对应的应力增量的变化量DRPLDE（NTENS） 与应变增量相对应的体积发热量（RPL）的变化量DRPLDT（NTENS） 与温度相对应的体积发热量（
8、RPL）的变化量只用于完全耦合的温度应力分析UMAT- 4 -STRAIN（NTENS） 该增量步开始之前的总应变向量。如果考虑了热膨胀效应，那么STRAIN 仅为力学应变（即已经在总应变中减去了热膨胀得到的温度应变） 。这些应变在输出结果中以“弹性”应变给出。DSTRAIN（NTENS） 应变增量向量。如果考虑了热膨胀应变，则仅表示力学应变增量。TIME（1）TIME（2）当前分析步开始时刻的，时间步的值。当前分析步开始时刻的，总时间的值。DTIME 该增量步的时间增量TEMP 当前增量步开始时刻的温度DTEMP 该增量步的温度增量PREDEF 在当前增量步开始时刻的，预定义的场变量（基于读
9、入的节点值）的内插值向量。DPRED 预定义的场变量的增量向量CMNAME 用户定义的材料名。由于 ABAQUS 内部的一些给定材料是以 “ABQ_”作为材料名，因此应尽量不采用“ABQ_”作为 CMNAME 的名称。NDI 该点的直接应力分量的个数NSHR 该点的工程剪应力分量的个数NTENS 应力或应变向量的维数，等于 NDI +NSHR。NSTATV 求解过程中的状态变量的个数，与材料类型匹配。PROPS（NPROPS ） 用户定义的材料常数NPROPS 用户定义的材料常数的个数信息传递变量UMAT- 5 -COORDS 该点的坐标向量。如果在当前分析步中没有考虑几何非线性，COORDS
10、就等于当前坐标系下的向量。否则，COORDS 为最开始的坐标向量DROT（3，3） 转角增量矩阵。代表了刚体的基本坐标系中的转角增量（该基本坐标系就是应力、应变向量存储时的坐标系） 。用于用户定义子程序中的向量或矢量状态变量的转角处理，而应力及应变向量在 UMAT 调用之前已经进行了转角处理。在小位移分析中，该矩阵是一个单位矩阵；在大位移分析中，如果该材料点的基本坐标系随着材料坐标系转动（如壳单元或采用了局部转角坐标时） ，该矩阵亦是一个单位矩阵。信息传递变量PNEWDT 建议的新时间增量与原时间增量（DTIME）之间的比值大小。该变量允许用户在 ABAQUS/Standard 中输入自动时间
11、增量的计算法则（如果设置了自动时间增量） 。对于 ABAQUS/Standard 的准静态分析中的自动时间增量（基于标准蠕变率积分技术） ，不允许在 UMAT 中控制。在每一次调用 UMAT 前，PNEWDT 被设置为一个足够大的值。如果没有选择自动时间增量方法，大于 1.0 的 PNEWDT 值将被忽略，而起作用的仅是当小于 1.0 的 PNEWDT 值时。能够更新的变量CELENT 特征单元长度。DFGRD0（3 ，3） 该增量步开始时刻的变形梯度向量。DFGRD1（3 ，3） 该增量步结束时刻的变形梯度向量。如果在分析步中未考虑几何非线性，则该向量为零。NOEL 单元的个数信息传递变量UMAT- 6 -NPT 积分点的个数LAYER 层的个数（用于复合材料的壳单元，及层结构固体单元）KSPT 当前层的截面点的个数KSTEP 分析步的个数KINC 增量步的个数信息传递变量
