连载（13）：定义随温度变化的材料参数

在 Property 功能模块中定义材料特性参数时，如果某些参数依赖于温度，应该如何定义？

『解 答』

在有限元分析过程中，很多情况下需要定义随温度或其他场变量变化的材料特定参数（例如，图4-7给出了随温度变化的弹性模量和泊松比），具体操作方法和步骤如下：

图4-7  随温度变化的弹性模量和泊松比

（1）准备随温度或其他场变量变化的曲线图或折线图（图4-7）；

（2）根据曲线的斜率变化情况及分析需要，画上坐标网格，获得与温度对应的材料特性参数值；

（3）切换到 Property 功能模块，创建材料并定义如图4-8所示的材料参数。需要注意的是：此时应该选中 Use Temperature - dependent data 选项，输入域中对应的 Temp 选项也将出现，如果材料的特性参数还与其他场变量相关，还可以设置 Number of field variables 中的数值。图4-8中仅仅列出两组随温度变化的材料数据，其他数据按照类似操作输入即可，不再赘述。

图4-8  定义随温度变化的弹性模量和泊松比

（4）在 INP 文件中，定义随温度变化的材料特性参数的关键词行和数据行如下：

*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC

200.0E4, 0.3, 20.0

150.0E3, 0.35, 400.0

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『相关知识』

（1）除了定义随温度或其他场变量变化的材料特性参数之外，有限元分析过程中还会经常遇到定义随时间变化的荷载或边界条件，此时需要用到 Tools 菜单中的幅值曲线（Amplitude）工具，更详细的介绍，请参见第8.4节“定义幅值曲线”。

（2）如果 Abaqus / CAE 提供的材料模型和特性参数无法满足需要，可以借助于 Abaqus 软件提供的用户子程序（User Subroutine）功能进行 UMAT 或 VUMAT的开发工作。此时，需要在图4-9所示的对话框中设定材料常数（Mechanical Constants），并在 Job 功能模块的 General 标签页下加载用户子程序文件（图4-10）。

图4-9  在 Property 功能模块指定用户自定义材料常数

图4-10  在 Job 功能模块的 General 标签页下加载用户子程序文件