ABAQUS道路工程中修正Burgers模型子程序

"本文将介绍如何在ABAQUS中应用Burgers模型，特别是针对道路工程中的瞬态温度场情况，提供修正Burgers模型的UMAT子程序源代码。" 在ABAQUS中，Burgers模型是一种常用于模拟粘弹性材料行为的本构模型，它考虑了材料的蠕变、应力松弛以及短期和长期的弹性响应。Burgers模型通过组合多个弹簧和 dashpot（阻尼器）来模拟这些现象。在道路工程中，由于路面材料经常受到温度变化的影响，因此瞬态温度场下的Burgers模型是分析路面性能的关键。 首先，我们看到一个名为`SDVINI`的子程序，它的任务是初始化状态变量数组。在`SUBROUTINE SDVINI`中，所有状态变量`STATEV`被设置为零。这是在求解开始前进行的常规操作，确保所有变量都处于已知的初始状态。 接下来是`SUBROUTINE UMAT`，这是ABAQUS中定义用户自定义材料行为的核心子程序。在这里，我们有修正的Burgers模型UMAT实现。它接受一系列输入参数，如应力`STRESS`、状态变量`STATEV`、应变增量`DSTRAN`、时间`TIME`、温度`TEMP`等，用于计算材料的响应。 UMAT子程序通常包括以下步骤： 1. **输入参数处理**：读取必要的参数，如材料属性`PROPS`、坐标`COORDS`、应变和应力矩阵等。 2. **状态变量更新**：根据Burgers模型的方程更新状态变量。 3. **应变和应力计算**：基于材料模型计算当前时间和温度下的应力和应变。 4. **返回结果**：将计算得到的应力和状态变量的变化返回给ABAQUS求解器。 在Burgers模型中，材料的行为通常由四个基本元件描述：两个弹性弹簧代表短期弹性行为，一个黏性元件代表蠕变，另一个黏性元件代表应力松弛。这些元件的组合取决于材料的特性参数，如弹性模量、黏度系数等，这些参数通常在`PROPS`数组中给出。 对于瞬态温度场，还需要考虑温度对材料性能的影响。`DTEMP`参数表示温度变化，可以用来调整模型参数以反映温度依赖性。`UMAT`子程序会根据温度变化动态更新材料响应。 这个资源提供了在ABAQUS中实施瞬态温度场下修正Burgers模型的详细步骤，对于理解和模拟道路工程中材料的复杂行为非常有用。开发这样的子程序能够帮助工程师精确预测路面在不同环境条件下的长期变形和性能退化。