请教abaqus 梁单元 混凝土本构umat程序问题

根据手册里面的内容，有以下几点问题，请做过的朋友帮忙解释下。多谢了

问题：

1. umat的作用，第一是根据主程序传递进来的应变和应变增量计算当前状态下材料点的应力，更新 ddsdde及相关的矩阵。

是不是必须要更新ddsdde矩阵？只计算应力可以吗？


2. 主程序传递给umat的应力为真实应力向量，正应变使用对数应变，剪应变使用工程应变？


3. 梁单元，比如B31，应力分量有两个，umat函数内显示 ndi=1，nshr=1，所以ntens=2

这样，应力分量就包含一个轴向应力和一个（两个？）剪切应力。

此外， ddsdde矩阵就是 ddsdde(2,2) 四个元素的二维矩阵？

手册里面给出的两单元的输出应力，根据不同情况，有两个也有三个的情况。


4. 梁单元的应力正负号问题，压应力为负，拉应力为正？

这个似乎通过一个单元的加载试验证实，umat同样是这样定义的吗？


5. 混凝土本构关系一般采用工程应力和工程应变定义，

在处理滞回曲线的过程中，是不是要把理论计算公式转换为真实应力和真实应变的关系？


6. 梁单元的剪切受力问题。abaqus在处理梁的剪切应力时，采用了平均剪应力的计算公式，

手册中说，用户可以自己定义梁的抗剪刚度。同时，在使用umat的自定义材料时，

就必须由用户自己定义抗剪刚度。

那么，umat本身是需要处理剪应力的，这个地方同时在inp文件中定义梁单元的抗剪刚度，

难道在umat中只计算梁单元的轴向应力问题就可以了吗？忽略剪应力的计算？似乎说不通。


7. 如何验证自己写的程序

一般情况下是采用一个单元的计算模型来验证本构关系的正确性？


回答如下：


1. umat的作用，

第一是根据主程序传递进来的应变和应变增量计算当前状态下材料点的应力，

第二是更新 ddsdde及相关的矩阵。 ddsdde矩阵应该是用与新的位移增量预测的，所以还是要更新的。


2. 主程序传递给umat的应力为真实应力向量，正应变使用对数应变，剪应变使用工程应变？

主程序使用的是柯西应力系统变量。理论公式如果是采用工程应力和工程应变定义的话，需要转换为真实应力真实应变的关系。


3. 梁单元，比如B31，应力分量有两个，umat函数内显示 ndi=1，nshr=1，所以ntens=2

这样，应力分量就包含一个轴向应力和一个（两个？）剪切应力。 此外， ddsdde矩阵就是 ddsdde(2,2) 四个元素的二维矩阵？ 手册里面给出的两单元的输出应力，根据不同情况，有两个也有三个的情况。 根据已经看到的一些资料，梁单元应该是有一个轴向应力和一个扭转剪应力分量的。横向剪应力采用弹性假定进行计算，umat中不进行处理。 应力的顺序是 stress（1），stress（2）。 应变类似。 ddsdde(2,2)是四个元素的二维矩阵，但是由于轴向应力和扭转剪应力没有耦合关系，所以只有对角线上元素，即两种应力对应的材料模量是非零的。


4. 梁单元的应力正负号问题，压应力为负，拉应力为正？

这个似乎通过一个单元的加载试验证实，umat同样是这样定义的吗？ 根据测试，梁单元的压应力为负，拉应力为正。


5. 混凝土本构关系一般采用工程应力和工程应变定义

在处理滞回曲线的过程中，是不是要把理论计算公式转换为真实应力和真实应变的关系？ 前面问题2中已经回答。


6. 梁单元的剪切受力问题。abaqus在处理梁的剪切应力时，采用了平均剪应力的计算公式，

手册中说，用户可以自己定义梁的抗剪刚度。同时，在使用umat的自定义材料时， 就必须由用户自己定义抗剪刚度。 那么，umat本身是需要处理剪应力的，这个地方同时在inp文件中定义梁单元的抗剪刚度， 难道在umat中只计算梁单元的轴向应力问题就可以了吗？忽略剪应力的计算？似乎说不通。 前面问题3已经回答一部分。剪应力计算采用弹性假定，即用户需要定义梁单元的抗剪刚度，然后剪应力计算则是得到了平均剪应力的结果。不是材料力学中，梁截面剪应力的精确分布结果。


7. 如何验证自己写的程序。

一般情况下是采用一个单元的计算模型来验证本构关系的正确性？

采用一个单元的模型是便于程序调试和加快计算速度。