超弹性材料UMAT子程序实现

需积分: 1 2 下载量 19 浏览量 更新于2024-09-11 1 收藏 7KB TXT 举报
"delectric_elastomer.for_.txt.txt" 这篇文件是用于定义用户自定义材料模型的Fortran子程序,具体处理的是电致弹性体(delectric elastomer)的材料行为。电致弹性体是一种特殊的智能材料,它能将电能转化为机械能,或者反过来,受到机械应力时产生电荷,常应用于传感器和执行器等领域。 在子程序`UMAT`中,这是ANSYS有限元软件中用于模拟非线性材料行为的标准接口。该子程序接受一系列输入参数,如当前应力状态`STRESS`、状态变量`STATEV`、应变增量`DSTRAN`、时间变量`TIME`、温度`TEMP`等,以及材料属性`PROPS`。它负责计算新的应力-应变关系,并更新材料的状态。 代码中包含了一些关键的参数和变量定义,例如`Et`表示弹性模量,`Stress_Max`用来存储最大应力值,`EkEk`可能是材料的杨氏模量平方,而`PROPS`数组则用于存储材料的属性,如`C10`和`D1`,它们可能对应电致弹性体的弹性常数和电荷耦合系数。 程序中还涉及到一些矩阵操作,比如`DDSDDE`用于存储材料的应变能密度函数关于应变的偏导数矩阵,这在计算增量公式中至关重要。`DDSDDT`、`DRPLDE`和`DRPLDT`则涉及到了应变率依赖性和温度变化的影响。 此外,注意到`PARAMETER`声明了几个常量,如`ZERO`、`ONE`、`TWO`、`THREE`和`FOUR`,这在后续计算中提供了便利,避免了重复的浮点数比较。 `UMAT`子程序的主体部分未给出,但根据上下文,可以推断它会包含对电致弹性体本构关系的数学描述,可能包括电场与应力、应变之间的关系,以及考虑材料的压缩性、非线性行为和可能的温度效应。 由于电致弹性体的复杂性,本构模型可能会相当复杂,涉及到电荷存储、电场诱导的形状变化以及材料的机械响应之间的相互作用。在实际应用中,这些模型通常基于能量平衡原理或积分形式的运动方程来构建。 这个Fortran代码段是ANSYS用户子程序的一部分,用于模拟电致弹性体的非线性力学特性,但具体的本构关系实现需要查看缺失的代码部分。对于深入理解,需要具备ANSYS的使用经验、非线性材料建模知识,以及对电致弹性体物理特性的了解。