材料导入插件 · 帮助文档

01安装

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   下载并解压插件包

   MaterialImporter-1.5.0.zip，解压到任意临时目录。里面有 install.bat、uninstall.bat、README.txt、help.html（就是本文档的离线版）和一个 materialImporter 文件夹。
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   双击 install.bat

   它会把 materialImporter 复制到 %USERPROFILE%\abaqus_plugins\materialImporter，也就是你的用户目录下，形如 C:\Users\你的用户名\abaqus_plugins\materialImporter。这是 Abaqus 默认会扫描的个人插件目录，不需要管理员权限，也不用去改 Abaqus 安装目录。脚本会顺手清掉上一版残留的 __pycache__，屏幕上打印复制了哪些文件。
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   重启 CAE

   必须完全关掉再开，Abaqus 只在启动时扫描插件目录。成功的话 Plug-ins 菜单下会多出 材料库 → 导入材料... 一项（没配中文 locale 时显示为 Material Library → Import materials...，两者是同一个插件，见第 07 节）。

print(session.pluginCentralDir)

<插件目录>\materialImporter\materialImporter_plugin.py
                            \materialImporterDB.py
                            \materialImporterKernel.py
                            ... 共 8 个 .py 文件

02第一次使用：激活

插件是会员制付费工具，用手机号 + 短信验证码激活，没有账号密码。第一次打开插件时会自动停在 engstudy.top 页签上。

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   确认会员状态

   激活需要有效会员。页签顶部有一个 开通会员 按钮，会打开网站的 会员页。建议先确认会员再发验证码 —— 服务器要在验证码校验之后才能知道你的会员状态，非会员的话那条短信就白花了。
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   填手机号 → 点「发送验证码」

   验证码 5 分钟内有效。
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   填验证码 → 点「激活」

   成功后页签上会显示授权状态和到期时间。

Abaqus 2022 及更早的版本

这些版本自带 Python 2.7，插件的联网模块无法运行，没有激活途径。因此从未激活过的机器在这些版本上不设门槛，本地 JSON 导入直接可用， 在线材料库页签不会出现 —— 把人挡在门外、同时又不给他开门的办法，我们没有采用。 但已经激活过、后来过期的机器在这里同样会被拦：那条记录只可能来自同一台机器上 更新的 Abaqus，续期的路是通的；只在某些启动方式里认过期，等于把「开旧版本」写成一条明路。

03界面说明

Plug-ins → 材料库 → 导入材料... 打开对话框。上半部分是两个页签：

下半部分是材料列表和 导入目标，两个页签共用：

列表上方有一行状态文字，会显示读到了多少种材料、当前授权状态。

3.1 筛选材料（1.3 起）

材料列表上方有个筛选框。空格分隔多个词表示「且」，不区分大小写 —— 输入 steel 304 只留下同时含这两个词的条目。

勾选的规则是「你看到勾上的，就是你会得到的」：

• 列表刚读进来时是全勾的，小型 JSON 库可以直接点导入，一次全建
• 在你自己动手勾选之前，勾选跟着筛选走 —— 筛出 4 种钢就只导这 4 种， 不会把当前看不见的另外 52 种一起带进去
• 你一旦勾了或取消勾了任何一项，勾选就归你了：之后再改筛选词不会再动它。 被筛掉、当前看不见的勾选依然算数，所以可以筛一次勾几个、再换个词勾几个
• 列表上方显示的始终是真实勾选总数（含当前看不见的）；全选 只勾当前可见的，清空 清掉全部

--- Material Importer -> model "Model-1" ---
  created (56): Metal_Steel_A36, Metal_Al_6061_T6, ...
  skipped (2): ...
  failed (1): ...

04从在线材料库导入

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   切到 engstudy.top 页签

   确认状态显示已激活。
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   点「获取材料列表」

   拉取当前可用的材料。
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   在列表里勾选

   可以多选，也可以全选。
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   点「导入」

   材料出现在模型树的 Materials 节点下。

05从本地 JSON 导入（格式全说明）

插件的全部能力都在这条路上：多点硬化曲线、每个属性的温度相关表、Johnson-Cook、应变率相关、四种损伤准则加演化。

数据本来存在 Ansys Engineering Data 里的话，那边导出的 XML 是 MatML 结构， 和下面这套 JSON 不通用 —— 数值在 pr0 / pa0 的间接寻址后面，单位得按幂次相乘算， 还有 7.88860905221012e-31 这种不能当 0 处理的哨兵值。搬数据前先看这篇： Ansys 材料库 XML（MatML）格式详解。

不想从零写的话，站内两个参数库能直接导出这套 JSON：复合材料参数库（正交各向异性常数，Lamina 与 Engineering Constants 两种填法）和 Johnson-Cook 参数库（A、B、n、m、C 与 d1~d5）。两个库都已经是 tonne-mm-s，拿来就能改。

5.1 文件的基本形状

UTF-8 编码，顶层是 {"materials": [...]} 或者直接一个数组 [...]。（Excel 导出带的 BOM 会被自动忽略。）

{"materials": [
  {"name": "Steel_45", ... },
  {"name": "Al_6061_T6", ... }
]}

5.2 密度 density

单值，可以直接写一个数：

"density": 7.85e-9

等价于 "density": {"value": 7.85e-9}。温度相关时用表格（见 5.10）。

5.3 弹性 elastic

"elastic": {"youngsModulus": 210000, "poissonsRatio": 0.3}

校验：E > 0，−1 < ν < 0.5（两端都不含）。不满足会直接报错并指出是哪个材料。

各向异性用 type + 显式表格，列的排布按 Abaqus 该类型的规定：

"elastic": {"type": "ENGINEERING_CONSTANTS",
            "table": [[E1, E2, E3, Nu12, Nu13, Nu23, G12, G13, G23]]}

复合材料的两个子类怎么选、常数顺序、Nu12 和 Nu21 的区别、正定条件，单独写在 5.13。

5.4 塑性 plastic

多点硬化曲线（最常用）

"plastic": {"table": [[355, 0.000],
                      [420, 0.020],
                      [480, 0.050],
                      [540, 0.120]]}

每行 [真应力, 等效塑性应变]。hardening 可选 "ISOTROPIC"（默认）或 "KINEMATIC"。

σ_true = σ_eng × (1 + ε_eng)
ε_true = ln(1 + ε_eng)
ε_pl   = ε_true − σ_true / E

Johnson-Cook 塑性

"plastic": {"hardening": "JOHNSON_COOK",
            "A": 355, "B": 480, "n": 0.28, "m": 1.0,
            "meltingTemperature": 1500, "transitionTemperature": 20}

应变率相关（可选，加在 plastic 里面）

"plastic": {"table": [[355, 0.0], [480, 0.05]],
            "rateDependent": {"type": "JOHNSON_COOK",
                              "C": 0.014, "epsilonDot0": 1.0}}

幂律形式：{"type": "POWER_LAW", "multiplier": ..., "exponent": ...}

5.5 热学 thermal

"thermal": {
  "conductivity": 48,
  "specificHeat": 4.8e8,
  "expansion": {"alpha": 1.16e-5, "zeroTemperature": 20}
}

三个子块都可以直接写一个数。conductivity 和 expansion 支持 type（默认 ISOTROPIC）。

5.6 损伤与失效 damage

四种损伤起始准则，每种都可以带一个 evolution：

"damage": {
  "ductile": {
    "table": [[0.35, -0.33, 0.0],
              [0.21,  0.00, 0.0],
              [0.15,  0.33, 0.0]],
    "evolution": {"type": "DISPLACEMENT", "value": 0.1}
  }
}

evolution 的 type 取 DISPLACEMENT（默认，用 value 或 displacementAtFailure）或 ENERGY（用 fractureEnergy）；可选 softening（默认 LINEAR）、degradation（默认 MAXIMUM）。

5.7 超弹性 hyperelastic（1.3 起）

橡胶、密封圈、减振垫这类大变形材料。两条路：给已经拟合好的系数，或者直接给实测曲线让 Abaqus 自己拟合。

给系数

"hyperelastic": {"type": "MOONEY_RIVLIN",
                 "C10": 0.65, "C01": 0.16, "D1": 0.0}

列名固定的几种：NEO_HOOKE（C10, D1）、MOONEY_RIVLIN（C10, C01, D1）、YEOH（C10, C20, C30, D1, D2, D3）、ARRUDA_BOYCE（mu, lambdaM, D1）、VAN_DER_WAALS（mu, lambdaM, a, beta, D1）。type 不写时默认 OGDEN。

OGDEN、POLYNOMIAL、REDUCED_POLYNOMIAL 的列数随阶数 n 变，MARLOW 完全由实测数据定义 —— 这四种必须自己写 table，或者用下面的 testData。 两样都没有会直接报错。

给实测曲线

"hyperelastic": {"type": "OGDEN", "n": 3,
                 "testData": {
                   "uniaxial": [[0.0, 0.0], [1.2, 0.10], [2.4, 0.35]],
                   "biaxial":  [[0.0, 0.0], [1.8, 0.10]],
                   "planar":   [[0.0, 0.0], [1.5, 0.10]]
                 }}

四个可选子块：uniaxial / biaxial / planar 是 [应力, 应变]，volumetric 是 [压力, 体积比]。 可以直接写成行的数组（上面这种），也可以写成 {"table": [...]}。四个一个都不给会报错。

5.8 蠕变 creep（1.3 起）

高温长期承载下累积的非弹性应变。

"creep": {"law": "TIME", "A": 3.2e-14, "n": 4.5, "m": -0.3}

law 可选 STRAIN（应变硬化，默认）、TIME（时间硬化）—— 两者都是 A, n, m 三个数；HYPERBOLIC_SINE 是 A, B, n, deltaH, R 五个数。 用其它律就得自己写 table，否则报错。

5.9 阻尼 damping（1.3 起）

"damping": {"alpha": 12.5, "beta": 0.0}

四个因子都可选，但至少要给一个：alpha（Rayleigh 质量阻尼）、beta（Rayleigh 刚度阻尼）、composite、structural。 都是单个数，不支持温度相关。

0 在这里是有意义的值 —— 上面那行 "beta": 0.0 表示「只对质量加阻尼、 不对刚度加」，所以「没写」和「写 0」是两回事，插件按键是否存在来区分。负值会报错。

5.10 温度相关（任何属性都支持）

把该属性写成 table，并在每行末尾多加一列温度，插件会自动打开 temperatureDependency：

"density": {"table": [[7.85e-9,  20],
                      [7.78e-9, 400]]},

"elastic": {"table": [[210000, 0.30,  20],
                      [201000, 0.31, 200],
                      [186000, 0.32, 400]]},

"thermal": {"conductivity": {"table": [[48,  20],
                                       [45, 200],
                                       [39, 400]]}}

温度相关的硬化曲线：按温度分组，每组内部塑性应变从 0 开始递增：

"plastic": {"table": [[355, 0.00,  20],
                      [480, 0.05,  20],
                      [280, 0.00, 400],
                      [390, 0.05, 400]]}

温度必须递增排列。也可以用 "temperatureDependency": true/false 显式指定。

5.11 一个完整的材料

{"materials": [{
  "name": "Steel_45_Normalized",
  "description": "45 normalized, bar d25, tonne-mm-s, degC",
  "density": 7.85e-9,
  "elastic": {"youngsModulus": 210000, "poissonsRatio": 0.3},
  "plastic": {"table": [[355, 0.000], [420, 0.020],
                        [480, 0.050], [540, 0.120]]},
  "thermal": {"conductivity": 48,
              "specificHeat": 4.8e8,
              "expansion": {"alpha": 1.16e-5, "zeroTemperature": 20}}
}]}

安装包里的 materialImporter/materials_sample.json 就是一份可以直接导入的样例，先拿它跑一遍流程最省事。

5.12 混凝土按标号生成 grade（1.4.1 起）

混凝土不用自己敲曲线，写一个标号就行 —— 插件按 GB 50010-2010（2015 版）附录 C 展开成密度、弹性和整套 CDP 曲线：

{"name": "C30_GB50010", "grade": "C30"}

支持 C15 到 C80 共 14 个等级（每 5 MPa 一档）。安装包里附了 materialImporter/materials_concrete_gb50010.json，14 个等级都在里面，可以直接导入。

覆盖生成结果

同一个材料里你自己写的键优先，生成器只补你没写的。 五个 CDP 塑性标量（默认 dilationAngle 30、eccentricity 0.1、fb0fc0 1.16、K 0.6667、viscosityParameter 0.0005）单独写哪个就改哪个：

{"name": "C30_soft", "grade": "C30",
 "concreteDamagedPlasticity": {"dilationAngle": 36,
                               "viscosityParameter": 0.001}}

不用标号，自己写整块

concreteDamagedPlasticity 也可以脱离 grade 单独用。五个塑性标量必须齐全， 另有四张可选子表：compressionHardening（[屈服应力, 非弹性应变]）、tensionStiffening（[屈服应力, 开裂应变]）、compressionDamage（[损伤因子, 非弹性应变]）、tensionDamage（[损伤因子, 开裂应变]）。 两张损伤子表还支持 tensionRecovery / compressionRecovery。

5.13 复合材料与各向异性弹性（1.4.1 起）

用 elastic 的 type 加显式 table。两个子类配的 Section 不一样，别拿错：

"elastic": {"type": "LAMINA",
            "table": [[181000, 10300, 0.28, 7170, 7170, 4000]]}

（这一行是格式示意，不是可以直接拿去用的材料数据 —— 复合材料的常数随纤维体积含量、 铺层工艺、树脂批次变化很大，请用你自己的材料数据表。）

温度相关时每行末尾加一列温度，个数从 6 变 7、从 9 变 10，插件按个数自动识别。

E1, E2, E3, G12, G13, G23 > 0
|Nu12| < sqrt(E1/E2)
|Nu13| < sqrt(E1/E3)
|Nu23| < sqrt(E2/E3)
1 − Nu12·Nu21 − Nu23·Nu32 − Nu31·Nu13 − 2·Nu21·Nu32·Nu13 > 0
    其中 Nu21 = Nu12·E2/E1, Nu31 = Nu13·E3/E1, Nu32 = Nu23·E3/E2

06单位对照表

插件用的是 tonne-mm-s 单位制（也就是 mm 制，应力单位为 MPa）。在线库的数据由服务端换算好；自己写 JSON 时需要自己换算，对照下表。

几个常见值，可以用来自查：

• 钢：密度 7.85e-9，E 210000，ν 0.3
• 铝：密度 2.7e-9，E 70000，ν 0.33
• 钢的比热 480 J/(kg·K) → 4.8e8

07中文界面设置

插件界面已经中文化，但 Abaqus 默认会把非 ASCII 字符显示成 ?。这不是字体问题，是 Abaqus 的语言配置里缺一行别名。

不做这一步也没关系 —— 插件会检测到并自动回落到英文界面，功能完全不受影响，不会出现一屏问号。

怎么开中文

编辑 Abaqus 安装目录下的语言配置文件：

<Abaqus 安装目录>\SMA\Configuration\locale.txt

在 [Alias] 段里加一行：

[Alias]
Chinese (Simplified)_China.936 = zh_CN

保存后重启 CAE，插件界面即为中文。

08报错原因对照表

带着一个具体现象来的，直接在这张表里 Ctrl+F 找关键词。左列是你看到的，右列是原因和处理。

表里几条最常撞上的塑性报错（第一行不为 0、应变不递增、各行列数不一致）， 原因和改法在塑性表三类报错里逐条展开；单位换算相关的几条见Abaqus 单位制与换算。全部实战文章在这里。

09授权与设备管理

10隐私与本地数据

插件在本机只写两个文件，都在 %LOCALAPPDATA% 下的插件目录里：

• 不保存手机号
• 不保存验证码
• 不保存密码（本来就没有密码）
• 令牌不会写进 Abaqus 工作目录，也不会出现在 abaqus.rpy 里 —— 登录和下载都在 GUI 进程内完成，交给内核的只有一个临时 JSON 文件的路径
• 发送给服务器的设备信息：设备指纹（一串哈希）、插件版本、机器名（用于你在网站上分辨自己的设备列表）

卸载：双击插件包里的 uninstall.bat，它删掉 %USERPROFILE%\abaqus_plugins\materialImporter；手工删这个文件夹是一样的效果。 uninstall.bat 不动本地授权文件 —— 想同时清掉授权，把上面那两个文件也删掉。换机器前建议先在插件里释放本机席位，比等 30 天自动释放快。

11更新提醒与公告（1.5.0 起）

插件会检查本站有没有发布新版本，并显示网站公告。它不会自己下载或替换任何文件：发现新版本时只提示一句，并可以帮你打开下载页，装不装由你决定。

它什么时候联网，发送什么

• 最多每 24 小时一次；在插件里手动点检查不受这个限制
• 这个请求不带授权令牌，只带设备指纹和插件版本
• 失败一律静默，不弹窗、不影响导入。失败时也不记时间戳 —— 服务器故障一天，不应该换来插件安静一整天

状态怎么读

插件里的更新状态有三种说法，别把后两种看混：

• 有新版本 —— 附版本号和更新说明
• 已是最新 —— 后面会附上检查日期，说明确实连上过服务器
• 尚未检查更新 —— 从来没成功连上过（全新安装、或者一直没联网）。 这不等于「已是最新」

公告

网站可以推一条公告。公告可以关掉，关掉之后同一条不再出现 —— 按公告编号记住，换了新公告还会显示。

插件版本 1.5.0。文档中标注的校验规则与报错文案，均对应插件当前实际行为。