UMAT 率相关本构，判断屈服（准则），牛顿迭代

huangzhiye

参考网上卢剑锋的Johnson-Cook例子，自己的本构与JC模型类似，都是与 应变速率及温度 相关。自己改写的UMAT子程序计算不收敛，感觉问题有可能在Newton-Iteration部分，对于JC例子中有几点疑问：
1. 判断屈服时，用到屈服应力，屈服应力与应变速率相关。此时未进行牛顿迭代（程序中，判断屈服在 Newton Iteration 之前），等效塑性应变增量未求得，此处如何表达 应变速率 ？（strain rate=DEQPL/DTIME）？
  JC例子的UMAT 程序中，此处未考虑应变速率硬化项影响，即屈服准则与率无关，这样做的道理是什么？
2. 牛顿迭代过程中“硬化率”表达式，应如何求得？是否为 σ-ε 曲线表达式 仅对strain 求导（此时strain rate项如何处理？），还是对strain 和strain rate分别求偏导？两种方法都试过了，还是不能计算收敛
3. 温度项的影响，是否只在本构方程中引入温度相关项即可？而不是以 温度增量 来考虑温度变化的影响？

期待各位解答，谢谢！

shawn2008

在abaqus中有三个概念要区分开，分析步，增量步和迭代步。 在增量步内你可以自己定义如何计算应变速率，而且也可以考虑应变速率变化对流动应力的影响，这个没问题。 很重要的是，流动应力的计算方程应该是前增量步结束时的流动应力，加上当前增量步的流动应力增量，而不要用总体塑性应变计算流动应力。  

huangzhiye

shawn2008 发表于 2015-10-8 13:21
在abaqus中有三个概念要区分开，分析步，增量步和迭代步。 在增量步内你可以自己定义如何计算应变速率，而 ...

感谢 "shawn2008" 版主的热心解答，分析步、增量步、迭代步的概念确实有些不太清晰。
可能是我的问题表述有些乱，主要想解决的问题是，率相关本构在 yield criterion 及 Newton iteration 时的表达式如何处理？我的模型中，不同 strain rate 下硬化曲线的形状不一致（而 Johnson-Cook 模型中是一致的）。我的这种特殊情况在 UMAT 中不知是否可以处理？还是需要调用UHARD子程序？
Abaqus手册中是这样说的："If the shapes of the hardening curves at different strain rates are different, the static and rate-dependent stress-strain relations can be specified directly. The yield stress at a given strain rate is interpolated directly from these relations. Finally, the user can describe general rate-dependent isotropic hardening with user subroutine UHARD. "_4.3.1 Metal plasticity models(Abaqus Theory Manual)

cl-doer

楼主，问个问题，你的UHARD子程序是硬化子程序吗？应力应变曲线是怎么输入的啊？  

r_winter

1.判断屈服时没有考虑应变率效应主要因为考虑应变率时材料是会强化的，如果相对上一个增量步材料继续屈服，那么此时的应力状态必然是大于这个未考虑应变率效应的屈服应力的。
2.你说的这个牛顿迭代是求等效塑形应变时的迭代吧？这个求导好像是对等效塑形应变（增量）求导吧。
3.直接加温度相关项就行

617414689

你好问题解决了吗？我也有些疑问 请赐教

qsw1990615

:(:(:(:(:(:(:(:(:(:(