DYNA-用户自定义材料

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1、用户自定义材料在LS-DYNA中虽然有130多种材料模式，能满足大多数的工程需要，但有时针对某一领域的具体应用，需要用到特殊的材料模式，而LS-DYNA本身又不具有该材料模式时，LS-DYNA提供用户自定义材料功能，方便的扩充材料库。15.1用户自定义材料需要的三个文件：：：对于用户自定义材料的二次开发，LSTC公司提供3个文件：LS-DYNA.F：主程序接口及用户自定义本构子程序LS-DYNA.LIB：静态连接库文件LS-DYNA.DSP：DIGITALVISUALFORTRAN6.0WORKSPACE文件LS-DYNA.F文件中的内容为：……其中包含LS

2、-DYNA主程序的入口和用户自定义本构子程序，在DIGITALVISUALFORTRAN6.0环境中打开LS-DYNA.DSP文件，然后打开LS-DYNA.F，编译LS-DYNA.F文件，连接静态连接库文件LS-DYNA.LIB，生成一个用户自定义材料的LS-DYNA求解器LS-DYNA.EXE。这样就在原有LICENSE的基础上生成了一个新的求解器，然后可以用这个求解器来进行问题求解了,在DOS命令下输入：LS-DYNAI=jobname.k（jobname.k中则必须包含用户自定义材料关键字*MAT_USER_DEFINED_MATERIAL_MODEL

3、S）用户首先必须自己编写材料的自定义本构关系，然后代替LS-DYNA.F中的subroutine子程序。subroutine子程序的命名可以是UMAT41~UMAT50。下面就一个例子来说明：15.2自定义多线性弹塑性等向硬化材料（（（仅对体单元（仅对体单元）：……在每个积分步，LS-DYNA主程序提供如下参量与该子程序进行数据传递：15.2.1进入子程序前已知量：
6个应变增量eps
可能涉及的历史变量hisv(n)
单元类型的字符串etype（本例中仅适用于体单元）
当前时间time
当前时间步长dt
材料常数cm15.2.2返回主程序需要求出的量：
求

4、出6个应力增量sig
求出可能涉及的历史变量hisv(n)对于特殊的材料模式，一些参数一般通过历史变量在主程序和子程序之间进行传递，如上面的塑性应变值和静水压力值，又如粉末冶金材料中的密度变化值等。应注意的是要输出历史变量值，必须在数据库文件中进行设置：设置neiph=2则输出该两历史变量，可以使用LS-PREPOST做后处理分析（历史变量在MISC按钮组件中）材料常数cm中的各种常数值在*MAT_USER_DEFINED_MATERIAL_MODELS中指定，如下所示：其中3行开始的输入数值依次表示cm（1）~cm（27）的值。其他参数的意义：MID—模型

5、中的材料ID号RO—材料的密度MT—用户自定义材料的材料编号，该例中为42（见用户子程序）LCM—定义的材料常数一维数组cm（n）的长度，本例n=27NHV—保存的历史变量数目，本例为2个IB—体积模量在材料常数一维数组cm（n）中的地址n，本例为7IG—剪切模量在材料常数一维数组cm（n）中的地址n，本例为3这样通过这种方式，把自定义材料和关键字文件联系起来进行求解分析。在用户自定义材料的过程中应注意的问题：
关键是用户使用FORTRAN语言编写该材料的本构关系。为保证该编写的本构关系的正确性，建议：1.确保所有的变量都已定义和初始化2.使用一个小输入文件

6、（如只有一个单元）来验证自定义材料3.一次只定义一个自定义材料，如果必须定义多个自定义材料，建议依次进行验证。4.开始使用很小的求解时间（只有3到4倍时间步长的时间）来验证。5.对于复杂的本构关系，建议先建立相对简单的模型，一旦通过再增加本构模型的复杂程度。6.不要一开始就使用非常高的载荷或位移来验证本构模型，有时这样会让你得到不合理的结果从而使你误认为本构模型的正确性。
建议在具体应用该材料模型前进行一系列的验证实验：1.单轴拉伸实验2.有限剪切实验比较实验和分析的结果，然后再应用到更复杂的问题中。
一定要注意，用户材料子程序从主程序得到的是应变值，必须返

7、回相关的应力值，这样不管多复杂的本构模型，到最后一定要返回应力值和可能的历史变量值。15.2.3附本例中的用户子程序：subroutineumat42(cm,eps,sig,hisv,dt,capa,etype,time,crv)ccsolidpiecewiseelastic-plasticmaterialwithisotropichardeningcA.Tabieicvariablescccm(1)=young'smodulusccm(2)=poisson'sratioccm(3)=shearModulusccm(4)=Hardeningfactorbet

8、accm(5)=Tangentmodulusccm(