第三部分、基于XFEM_COHESIVE & VCCT的裂紋擴(kuò)展仿真分析

       接著上部分的內(nèi)容，擔(dān)心有些同學(xué)會搞混淆，這里把cohesive和VCCT兩個模型單獨(dú)拿出來說一下，主要說一下與Paris模型仿真的不同之處。由于這部分我用的比較少，難免會有考慮不周和認(rèn)識錯誤的地方還請大家批評指正。

####通用靜態(tài)分析步下的XFEM_COHESIVE裂紋擴(kuò)展仿真####

        首先需要說明的是，三種方法的默認(rèn)裂紋擴(kuò)展方向準(zhǔn)則好像都是MTS準(zhǔn)則即最大周向應(yīng)力準(zhǔn)則，因此，只要你的網(wǎng)格劃分合理，邊界條件定義正確，裂紋的擴(kuò)展軌跡基本上相同。不同之處在于疲勞裂紋擴(kuò)展壽命問題，它與模型和材料參數(shù)有關(guān)，如果仿真結(jié)果不是很理想，不妨換種仿真模型或者調(diào)整參數(shù)。

（1） part：可以選擇不建立crack實體，即無預(yù)制裂紋仿真，程序會根據(jù)你定義的參數(shù)判斷富集域部分單元的起裂條件，通過牽引分離定律判斷單元的損傷程度，包括最大主應(yīng)力和臨界能量釋放率條件或者最大位移條件。

（2） 定義材料：除了定義常用彈性模量E和泊松比μ之外還要定義牽引分離定律的參數(shù)：

mechanical   >   第四個   >   最后兩個（分別為最大主應(yīng)力和最大主應(yīng)變）  >   定義損傷演化條件 (可以是臨界能量釋放率或者是臨界位移  >   設(shè)置損傷穩(wěn)定系數(shù)，用于輔助收斂的一般可以設(shè)置為1e-5

這里解釋一下：它是基于損傷力學(xué)的理論的，當(dāng)單元應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)滿足損傷演化條件時單元的損傷程度增加，從0增加到1意味著該單元完全失效，不再具有負(fù)載能力，宏觀上表現(xiàn)為裂紋

圖2.1 材料參數(shù)定義

（3） 幾何裝配 （4）劃分模型（5）相互作用條件設(shè)置（7）網(wǎng)格劃分################這里就不解釋了

（6）載荷步：這里分別采用通用靜態(tài)分析步和直接循環(huán)步，對比一下仿真結(jié)果。

（8）載荷：這里分別采用靜態(tài)加載和循環(huán)加載

（9）求解和后處理

##############裂紋擴(kuò)展結(jié)果展示##############

1. 靜載步+靜載：

2.靜載步+循環(huán)載荷：

3.循環(huán)載荷步+循環(huán)載荷：

這種情況下非常難收斂，等了許久的我決定不等了，不知道這個能不能行，有興趣的同學(xué)試一下吧。

4.你不會以為還有吧？沒有了，循環(huán)載荷步下不能定義靜態(tài)載荷

對結(jié)果說明一下：

首先，參數(shù)都是我編造的，可能不是很合理，但是能夠說明問題，這里我采用預(yù)制裂紋了也可以不預(yù)制，可以明顯看到仿真后期那些沒有裂紋的地方也產(chǎn)生裂紋了，而且是遍地開花。因此，如果你大概知道裂紋的初始位置和擴(kuò)展會經(jīng)過的區(qū)域，就請盡可能的縮小富集域 的包圍圈，進(jìn)行精準(zhǔn)打擊而不要火力覆蓋；

其次，疲勞載荷作用下相對于靜載荷作用下裂紋的放仿真總時間小了很多，我也不知道這個總時間能不能代表裂紋的擴(kuò)展壽命，也不知道怎么通過這個總時間獲取壽命，但是我們很清楚的是，相同的條件下結(jié)構(gòu)的疲勞壽命會短得多，這應(yīng)該也能象征性的說明仿真結(jié)果有一 定的可信度；

####通用靜態(tài)分析步下的XFEM_VCCT裂紋擴(kuò)展仿真####

簡單說一下，這個我沒怎么用過，說一下與其他兩種方法的區(qū)別。材料定義那里只需要定義E和μ，然后在interaction相互作用模塊中的接觸屬性定義VCCT模型：mechanical  >  fracture criterion > VCCT/增強(qiáng)VCCT  >  輸入臨界能量釋放率即可，其余操作過程一毛一樣。

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最后補(bǔ)充兩句，關(guān)于XFEM的裂紋仿真問題大概就這些了，當(dāng)然這些只是最基本的軟件操作環(huán)節(jié)，重要的我覺得還是理論部分，很多問題可能現(xiàn)有的ABAQUS中集成的XFEM方法沒辦法很好的解決，但是這個仿真方法和思想那是相當(dāng)牛逼的啊，有興趣或者沒興趣但被科研任務(wù)折磨的同學(xué)可以嘗試對它進(jìn)行二次開發(fā)。我發(fā)的帖子都是在個人學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上總結(jié)而來的，難免存在理解不到位甚至是錯誤，還希望大佬們批評指正。如果我寫的內(nèi)容對你有幫助，還請你點(diǎn)個贊加個關(guān)注，滿足一下我的虛榮心!!!!                                               

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