單元刪除模擬斷裂失效實例-----小球沖擊鋁板
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很多人對單元刪除實現斷裂的模擬有認識誤區,以為定義了塑性就能算斷裂。 不否認從初學者的角度來說,參數太多,很容易讓人手足無措,無從下手。
但是斷裂問題本來就是一個非常復雜的問題,控制的材料參數非常多。所以,如果你真的要做斷裂分析,一定要好好看看manual里面progressive damge部分。有些軟件可能經過簡單的定義就能算出結果,但是算出結果是否能用?是否得到科研界和業界人士承認? 這些年abaqus在科研界的廣泛使用,其實能說明一些問題。
這里提供一個鋁板被沖擊的實例,以前與實驗對比過,效果還可以,現在提供inp
小球沖擊模型
幾個常見需要注意的問題:
1)本例的小球為了得到等效質量(實際的沖擊體只有接觸的沖頭是圓形的,后面是柱體),沒有采用本身密度。 并其后設置為剛體。
2)property
材料參數是難點。很多人為材料參數哪兒來? 唯一靠譜的途徑是自己做實驗,但是大家都知道實驗費用不菲而且還不一定有實驗條件。所以國內很多simulator其實是找老外做的實驗結果。
對于絕大部分常見材料,沖擊模擬所需的材料參數,baidu or google 材料編號+ Johnson-Cook 都可以搜到(不過本版還是很多人問某某鋼的材料參數,搜索能力啊)
(這個inp里面材料參數來自abaqus manual)另外,實在找不到的材料參數去ls-dyna版逛逛,會有收獲的。
3 step--time:動態計算,時間是物理時間。很多人問time設為多少比較合適。現在流行的各種沖擊工況,幾乎都有現成方法或者經驗公式來估算沖擊歷時。
如果你實在是沒有任何經驗和參考數據,可以看看我的經驗。
就梁和板的沖擊而言,我個人經驗:
低速沖擊無擊穿,時間可以用pi*[sqrt(M1+M2/4)/kb] 近似估算. 其中M1是撞擊體質量,M2是受撞體質量,Kb是撓曲剛度(薄板取彎曲剛度即可)。
高速擊穿的情況,一般取1-2ms試算,算完一看結果,自然知道如何調整。
4 網格:接觸區域網格必須足夠細,不然會出現有些同學反映的問題:網格被拉得很長也不見破壞...
5 step--output在State/Field/User/Time-------status里面打鉤,否則失效的單元還是會出現在模型里面。
6 是否取半結構分析:雖然這是一個軸對稱問題,但是做斷裂分析不要取半結構(也不要用2D的),那樣做出來只能被外行人眼羨、被內行人鄙視(雖然他們嘴上可能會留情...)。
教材上說的對稱模型取半結構分析,那是在材料力學、彈性力學or結構力學里面說的,都是只針對彈性小變形,而斷裂問題都是嚴重非線性問題,一般涉及大變形(兼有幾何非線性和材料非線性、邊界非線性),所以理解知識還是要靈活一點,不要輕率來個教材上說了,老師說了...他們說是說了,但是都是有條件的。
先寫這么多,樓下我再補充點兒。
附件:
1 inp文件
2 載荷-位移曲線
3 動畫
但是斷裂問題本來就是一個非常復雜的問題,控制的材料參數非常多。所以,如果你真的要做斷裂分析,一定要好好看看manual里面progressive damge部分。有些軟件可能經過簡單的定義就能算出結果,但是算出結果是否能用?是否得到科研界和業界人士承認? 這些年abaqus在科研界的廣泛使用,其實能說明一些問題。
這里提供一個鋁板被沖擊的實例,以前與實驗對比過,效果還可以,現在提供inp
小球沖擊模型
幾個常見需要注意的問題:
1)本例的小球為了得到等效質量(實際的沖擊體只有接觸的沖頭是圓形的,后面是柱體),沒有采用本身密度。 并其后設置為剛體。
2)property
材料參數是難點。很多人為材料參數哪兒來? 唯一靠譜的途徑是自己做實驗,但是大家都知道實驗費用不菲而且還不一定有實驗條件。所以國內很多simulator其實是找老外做的實驗結果。
對于絕大部分常見材料,沖擊模擬所需的材料參數,baidu or google 材料編號+ Johnson-Cook 都可以搜到(不過本版還是很多人問某某鋼的材料參數,搜索能力啊)
(這個inp里面材料參數來自abaqus manual)另外,實在找不到的材料參數去ls-dyna版逛逛,會有收獲的。
3 step--time:動態計算,時間是物理時間。很多人問time設為多少比較合適。現在流行的各種沖擊工況,幾乎都有現成方法或者經驗公式來估算沖擊歷時。
如果你實在是沒有任何經驗和參考數據,可以看看我的經驗。
就梁和板的沖擊而言,我個人經驗:
低速沖擊無擊穿,時間可以用pi*[sqrt(M1+M2/4)/kb] 近似估算. 其中M1是撞擊體質量,M2是受撞體質量,Kb是撓曲剛度(薄板取彎曲剛度即可)。
高速擊穿的情況,一般取1-2ms試算,算完一看結果,自然知道如何調整。
4 網格:接觸區域網格必須足夠細,不然會出現有些同學反映的問題:網格被拉得很長也不見破壞...
5 step--output在State/Field/User/Time-------status里面打鉤,否則失效的單元還是會出現在模型里面。
6 是否取半結構分析:雖然這是一個軸對稱問題,但是做斷裂分析不要取半結構(也不要用2D的),那樣做出來只能被外行人眼羨、被內行人鄙視(雖然他們嘴上可能會留情...)。
教材上說的對稱模型取半結構分析,那是在材料力學、彈性力學or結構力學里面說的,都是只針對彈性小變形,而斷裂問題都是嚴重非線性問題,一般涉及大變形(兼有幾何非線性和材料非線性、邊界非線性),所以理解知識還是要靈活一點,不要輕率來個教材上說了,老師說了...他們說是說了,但是都是有條件的。
先寫這么多,樓下我再補充點兒。
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