在ABAQUS中开发材料模型（UMAT）的通用框架：基于Fortran的大变形本构行为的3D实现方法-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了在ABAQUS中开发材料模型（UMAT）的通用框架：基于Fortran的大变形本构行为的3D实现方法。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

前言

随着计算力的增强，有限元方法（FEM）已经成为研究和开发新的材料行为模型的重要手段。ABAQUS作为一款广泛使用的有限元分析软件，其提供的用户材料子程序（User Material Subroutine, UMAT）接口，为用户开发自定义材料模型提供了方便。而Fortran语言因其在科学计算中的广泛应用，也常被选作开发UMAT的主要编程语言。

在本文中，我将向读者介绍一种在ABAQUS中开发UMAT的通用框架，此框架使用Fortran编写，并主要针对连续介质力学中的大变形本构行为的3D实现。该框架已被成功应用于生物软组织和细胞的多种特定材料定律的建模，读者可以参考文末给出的参考文献列表，了解具体的应用案例。

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本文主要面向有经验的生物力学和连续介质力学研究人员。但是，只要您具备基本的Fortran编程知识和一定的力学背景，我相信您也可以从本文中受益。

第一部分：框架介绍

在开发UMAT的过程中，我们通常需要处理的是如何将材料的本构方程（即描述材料应力-应变关系的方程）转化为计算机代码。而对于连续介质力学中的大变形问题，这一任务会变得更为复杂，因为我们需要处理的不再是小应变和小旋转，而是大应变和大旋转。这时，我们就需要引入一些数学工具，例如张量代数和非线性有限元理论，以便更好地处理这些问题。

对于这一挑战，我们设计了一种通用框架，以便将这些理论转化为计算机代码。具体来说，我们在Fortran中实现了一套处理张量代数的子程序库，并基文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-726376.html

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