Изменение матрицы жесткости материала с помощью UMAT

[Thr33_Doge 0]

Здравствуйте. 

 

Возникла задача учесть изменение свойств материала в процессе решения. Сначала решил разобраться на модельной задаче на кирпиче. На первом шаге кирпич, закрепленный на одном торце, растягивается за другой. Дальше свойства материала меняются (вычисляется новая матрица жесткости) , и хочется увидеть, как при той  же деформации изменятся напряжения. Поведение материала модулирую с помощью UMATa, раньше им практически не пользовался, да и с фортраном есть сложности. Буду благодарен за помощь в правильном расчете и обновлении напряжений на втором шаге решения. 

 

Пока мой УМАТ написан так:

 

 

SUBROUTINE UMAT(STRESS,STATEV,DDSDDE,SSE,SPD,SCD,
     1 RPL,DDSDDT,DRPLDE,DRPLDT,
     2 STRAN,DSTRAN,TIME,DTIME,TEMP,DTEMP,PREDEF,DPRED,CMNAME,
     3 NDI,NSHR,NTENS,NSTATV,PROPS,NPROPS,COORDS,DROT,PNEWDT,
     4 CELENT,DFGRD0,DFGRD1,NOEL,NPT,LAYER,KSPT,JSTEP,KINC)
C
      INCLUDE 'ABA_PARAM.INC'
C
      CHARACTER*80 CMNAME
      DIMENSION STRESS(NTENS),STATEV(NSTATV),
     1 DDSDDE(NTENS,NTENS),DDSDDT(NTENS),DRPLDE(NTENS),
     2 STRAN(NTENS),DSTRAN(NTENS),TIME(2),PREDEF(1),DPRED(1),
     3 PROPS(NPROPS),COORDS(3),DROT(3,3),DFGRD0(3,3),DFGRD1(3,3),
     4 JSTEP(4)
     
     
      DO K1=1, NTENS
        DO K2=1, NTENS
            DDSDDE(K1, K2)=0.0
        END DO
      END DO

 

      IF (JSTEP(1) == 1) THEN
      CALL Stiffnesses_1()
      DO K1=1, NTENS
        DO K2=1, NTENS
            STRESS(K1)=STRESS(K1)+DDSDDE(K1, K2)*DSTRAN(K2)
        END DO
      END DO
      STRAN = STRAN + DSTRAN
      ENDIF

 

      IF (JSTEP(1) == 2) THEN

        STATEV(1) = 3
        CALL Stiffnesses_2 ()
       ### место для обновления напряжений ### 
        
      
      ENDIF
        
C      STRAIN ENERGY

      A = 0
      SSED = 0
      DO K1=1,NTENS
        DO K2=1,NTENS
            A = DDSDDE(K1, K2)*DSTRAN(K2)
            SSED = SSED + (STRAN(K1)+0.5*DSTRAN(K1))*A
        END DO
      END DO
        
      SSE = SSE + SSED
    
      RETURN
      CONTAINS 
      SUBROUTINE Stiffnesses_1 ()

      E1=PROPS(1)
      E2=PROPS(2)
      E3=PROPS(3)
      V12=PROPS(4)
      V13=PROPS(5)
      V23=PROPS(6)
      G12=PROPS(7)
      G13=PROPS(8)
      G23=PROPS(9)
      V21=E2/E1*V12
      V31=E3/E1*V13
      V32=E3/E2*V23
      D=(1.-V12*V21-V23*V32-V13*V31-2.*V21*V32*V13)/E1/E2/E3
      DDSDDE(1, 1)=(1.-V23*V32)/E2/E3/D
      DDSDDE(1, 2)=(V21+V31*V23)/E2/E3/D
      DDSDDE(1, 3)=(V31+V21*V32)/E2/E3/D
      DDSDDE(2, 1)=(V21+V31*V23)/E2/E3/D
      DDSDDE(2, 2)=(1.-V13*V31)/E1/E3/D
      DDSDDE(2, 3)=(V32+V12*V31)/E1/E3/D
      DDSDDE(3, 1)=(V31+V21*V32)/E2/E3/D
      DDSDDE(3, 2)=(V32+V12*V31)/E1/E3/D
      DDSDDE(3, 3)=(1.-V12*V21)/E1/E2/D
      DDSDDE(4, 4)=G12
      DDSDDE(5, 5)=G13
      DDSDDE(6, 6)=G23
      END SUBROUTINE Stiffnesses_1
      

      SUBROUTINE Stiffnesses_2 ()

      E1=PROPS(10)
      E2=PROPS(11)
      E3=PROPS(12)
      V12=PROPS(13)
      V13=PROPS(14)
      V23=PROPS(15)
      G12=PROPS(16)
      G13=PROPS(17)
      G23=PROPS(18)
      V21=E2/E1*V12
      V31=E3/E1*V13
      V32=E3/E2*V23
      D=(1.-V12*V21-V23*V32-V13*V31-2.*V21*V32*V13)/E1/E2/E3
      DDSDDE(1, 1)=(1.-V23*V32)/E2/E3/D
      DDSDDE(1, 2)=(V21+V31*V23)/E2/E3/D
      DDSDDE(1, 3)=(V31+V21*V32)/E2/E3/D
      DDSDDE(2, 1)=(V21+V31*V23)/E2/E3/D
      DDSDDE(2, 2)=(1.-V13*V31)/E1/E3/D
      DDSDDE(2, 3)=(V32+V12*V31)/E1/E3/D
      DDSDDE(3, 1)=(V31+V21*V32)/E2/E3/D
      DDSDDE(3, 2)=(V32+V12*V31)/E1/E3/D
      DDSDDE(3, 3)=(1.-V12*V21)/E1/E2/D
      DDSDDE(4, 4)=G12
      DDSDDE(5, 5)=G13
      DDSDDE(6, 6)=G23

      END SUBROUTINE Stiffnesses_2

      END
     
 

 

 

[Fedor 1,639]

Цитата

как при той  же деформации изменятся напряжения

Если приложенные усилия не меняются, то и напряжения не будут меняться если изменением сечения можно пренебречь, а если изменение сечения значительное то пропорционально вырастут и напряжения. В общем силы то должны быть уравновешены. Об этом говорит метод сечений сопромата :)  

[Thr33_Doge 0]

3 часа назад, Fedor сказал:

если приложенные усилия не меняются, то и напряжения не будут меняться если изменением сечения можно пренебречь,

Кирпич растягивается за счет задания перемещений на конце, как раз и интересует изменение напряжений в нем в след за изменением жесткостей

[ДОБРЯК 615]

6 часов назад, Thr33_Doge сказал:

Дальше свойства материала меняются

Свойства материала для всех элементов одинаково меняется?

[Thr33_Doge 0]

36 минут назад, ДОБРЯК сказал:

7 часов назад, Thr33_Doge сказал:

Дальше свойства материала меняются

Свойства материала для всех элементов одинаково меняется?

Да, просто нужно другую матрицу правильно подсунуть

[ДОБРЯК 615]

4 минуты назад, Thr33_Doge сказал:

Да, просто нужно другую матрицу правильно подсунуть

Измените свойства материала во входном файле, матрица жесткости изменится.

[Orchestra2603 257]

8 hours ago, Thr33_Doge said:

и хочется увидеть, как при той  же деформации изменятся напряжения

Вы моделируете ползучесть (creep)? У вас есть зависимость напряжений от времени и/или скокрости деформации? Если так, то странно, что я нигде не нашел, чтобы использовался DTIME.

 

И вообще, в целом, опишите, в чем у вас проблема то? что не получается?

[Fedor 1,639]

S=E e  если E(е) модуль зависит от деформаций то просто зная деформацию вычисляете напряжение. Деформационная теория пластичности... https://ru.wikipedia.org/wiki/Теория_пластичности   Ну или какая-нибудь другая...   https://en.wikipedia.org/wiki/Flow_plasticity_theory   :)

Edited April 9, 2024 by Fedor