Abaqus單元刪除的一般方法



1.單元刪除的功能和目的:

有限元本身是基于連續介質力學,這一理論就是物質在空間域是連續的。通俗的說,就是物體劃分成單元后,單元一般是不會消失的。但是工程中有切削、斷裂、破壞的情況發生。為了模擬這些情況ABAQUS提供了單元失效功能。

2.ABAQUS中單元失效方法:

單元直接刪除方法

這種方法可用來模擬基坑、隧道開挖導致的材料消失。關鍵就是在 key word 中加一行關鍵字 *MODEL CHANGE ,TYPE=ELEMENT, ROMOVE  Set-1. Set-1為所定義的單元集合,這一集合需要事先定義。而這一關鍵字一般位于STEP后,用戶想在哪一步刪除單元,就在哪一步后添加。

需要注意的是,這種方法單元是直接刪除,容易造成總剛陣奇異,使結果不易收斂。改進的辦法就是引入溫度狀態變量,事先就是單元剛度減弱。

單元損傷失效

首先此方法只能在explicit模塊下使用,這一方法本身是為了描述損傷對于材料剛度的影響。ABAQUS通過狀態變量的值來控制單元的刪除與否。具體來說就是:status=1,單元保留;status=0,單元刪除。損傷一般分為拉伸損傷和剪切損傷。對于剪切損傷而言,需要注意首先在property中選擇shear damage.其中的參數選擇視實際情況而定。定義損傷以后還要定義,damage evolution,一般的類型有displacement 和energy。一般選擇displacement。Softening則是控制著具體位移(能量)與損傷的對應關系,見下圖:

1.jpg

接下來要輸入損傷為1的時候的塑性位移值,表達式為:

2.jpg

  損傷率表達式為:

3.jpg

,即單元的塑性應變乘單元特征長度大于你所規定的值時,單元失效。

VUMAT

Vumat 方法最靈活,難度也最大。在子程序中定義一個狀態變量來表征材料是否失效。為0,失效。為1,正常。然后根據自己的失效準則來給這個狀態變量賦值。子程序中可以定義自己的失效準則和本構方程。 

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