損傷失效
關(guān)注創(chuàng)建者：君成序 創(chuàng)建時(shí)間：2019-06-23
損傷失效的視頻教程
復(fù)合材料漸進(jìn)損傷失效VUMAT子程序詳解
(1) VUMAT整體講解 (2) 在參考文獻(xiàn)中，復(fù)合材料漸進(jìn)損傷失效模型有哪些異同，有哪些關(guān)鍵問(wèn)題。 (3) 程序詳細(xì)解讀漸進(jìn)損傷失效模型，包括三維hashin初始失效準(zhǔn)則，漸進(jìn)損傷，損傷系數(shù)如何計(jì)算，損傷矩陣（damage effect matrix）等。
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ABAQUS-復(fù)合材料工程應(yīng)用案例三-復(fù)合材料彈簧壓縮變形損傷失效模擬
本案例詳細(xì)講解了工程上常用的玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂基復(fù)合材料彈簧壓縮變形損傷失效模擬，重點(diǎn)講解了模型部件的建模處理方法，玻璃纖維樹(shù)脂基復(fù)合材料的本構(gòu)參數(shù)設(shè)置、網(wǎng)格劃分技巧以及如何去調(diào)試模型的收斂性，在結(jié)果后處理中講解了模型的載荷、速度以及能量的轉(zhuǎn)化如何去分析，附件里提供模型源文件。
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濕熱環(huán)境下復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的損傷失效過(guò)程模擬
采用Abaqus模擬濕熱環(huán)境下復(fù)合材料結(jié)構(gòu)件的損傷失效過(guò)程。 1、視頻涵蓋具體模擬操作過(guò)程； 2、注：本課程封面與視頻操作的模型結(jié)構(gòu)不一樣，視頻作為模擬過(guò)程介紹，模型通用。 子程序私聊。
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損傷失效的實(shí)例教程
在常溫狀態(tài)下，大多數(shù)工程金屬具有較高的韌性，這種情況下，材料的失效分析通常會(huì)使用韌性損傷漸進(jìn)失效模型。
如下圖所示，該模型完整的定義了材料的彈性階段、塑性階段、損傷起始與損傷演化。材料承載經(jīng)歷彈塑性階段后達(dá)到損傷起始點(diǎn)a，繼續(xù)承載，損傷后的材料剛度折減，出現(xiàn)軟化，直到損傷參數(shù)D=1時(shí)，材料剛度退化為0，單元?jiǎng)h除。
韌性材料損傷漸進(jìn)失效模型
工程案例：
鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析
上圖案例中的分析工況按閱讀順序依次是：
沖擊質(zhì)量5kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度200m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度300m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚20mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚50mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚50mm;
付費(fèi)部分為鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析案例的9種工況共計(jì)9個(gè)inp文件壓縮包+CAE 源文件壓縮包。
展開(kāi) 漸進(jìn)性損傷與失效：概覽（Progressive damage and failure: overview）
一、漸進(jìn)性損傷與失效
ABAQUS主要提供以下模型來(lái)預(yù)測(cè)漸進(jìn)損傷與失效：
（1）韌性金屬的漸進(jìn)損傷與失效（Progressive damage and failure for ductile metals）：
ABAQUS具有模擬韌性金屬漸進(jìn)性損傷與失效的基本功能：（1）該損傷與失效模型可以與Mises、Johnson-Cook、Hill以及Drucker-Prager塑性模型聯(lián)合使用；（2）該損傷與失效模型支持定義支持一種或多種損傷初始準(zhǔn)則，包括韌性ductile，剪切shear，成形極限圖forming limit diagram （FLD），成形極限應(yīng)力圖forming limit stress diagram（FLSD），成形極限圖Müschenborn-Sonne forming limit diagram（MSFLD）和Marciniak-Kuczynski（M-K）準(zhǔn)則。指定損傷初始準(zhǔn)則后，材料剛度會(huì)根據(jù)指定的損傷演化規(guī)律進(jìn)行漸進(jìn)地退化。
漸進(jìn)損傷與失效模型允許材料剛度呈現(xiàn)平滑退化，故適合準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析，比動(dòng)態(tài)失效模型（Dynamic failure models）具有很大的優(yōu)勢(shì)（注：ABAQUS/Explicit提供動(dòng)態(tài)失效模型（Dynamic failure models），適用于高應(yīng)變率動(dòng)態(tài)問(wèn)題）。
Johnson-Cook和M-K損傷初始準(zhǔn)則不適用于A(yíng)BAQUS/Standard分析（即隱式迭代方法）。
展開(kāi) 其主要原因是不同本構(gòu)模型定義陶瓷材料的損傷失效模型存在一定差異，造成了JHB本構(gòu)模型單元失效快，棒材速度降低。而陶瓷本構(gòu)的損傷段參數(shù)往往都是根據(jù)試驗(yàn)擬合得出的，不能適應(yīng)所有的工況，故調(diào)整JHB本構(gòu)的損傷段參數(shù)，進(jìn)行重新求解，結(jié)果如圖6所示。此時(shí)速度降基本與其它兩種本構(gòu)模型一致，且陶瓷破碎出現(xiàn)陶瓷錐及環(huán)裂現(xiàn)象。
圖6 修正JHB損傷參數(shù)后的求解結(jié)果
根據(jù)3種本構(gòu)模型的損傷失效公式可知，本質(zhì)上DP和JH-2本構(gòu)是一種累積損傷失效模式，即理解為不同的損傷程度對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)力壓力關(guān)系曲線(xiàn)，在損傷過(guò)程中對(duì)應(yīng)的曲線(xiàn)是不斷產(chǎn)生變化的，變化的過(guò)程是連續(xù)函數(shù)；而JH-1和JHB本構(gòu)模型在不同損傷程度時(shí)，僅對(duì)應(yīng)兩種狀態(tài)，即完整和失效兩種狀態(tài)，類(lèi)似數(shù)字電路中的0、1，是不連續(xù)的間斷函數(shù)。
JH本構(gòu)模型本質(zhì)上是一種唯象本構(gòu)模型，是通過(guò)觀(guān)察到的現(xiàn)象來(lái)確定公式形式、耦合參數(shù)的。陶瓷的高應(yīng)變率的損傷失效行為是在微秒級(jí)甚至更小的時(shí)間尺度內(nèi)發(fā)生的，JH本構(gòu)模型通過(guò)較為簡(jiǎn)單的公式很難精確反映其損傷失效過(guò)程。故采用單元失效來(lái)表征材料失效的方法難以對(duì)這類(lèi)復(fù)雜的侵徹問(wèn)題進(jìn)行求解，如需得出較為準(zhǔn)確而可靠的數(shù)值計(jì)算結(jié)果，在目前本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上，還應(yīng)訴諸于以SPH為代表的粒子法處理這類(lèi)問(wèn)題。
JH本構(gòu)對(duì)求解的邊界條件敏感，改變單元的大小、整體的分布趨勢(shì)（如加密方式不同）及單元屬性（如四面體網(wǎng)格）等都將對(duì)計(jì)算結(jié)果造成影響。
最后，在實(shí)際工程實(shí)際使用當(dāng)中，個(gè)人認(rèn)為沒(méi)必要考慮哪種本構(gòu)更精確更可靠，其實(shí)它們"半斤八兩;，選擇自己熟悉且合適的本構(gòu)模型即可。當(dāng)使用一個(gè)本構(gòu)模型一直不能求解出滿(mǎn)意結(jié)果時(shí)，也不妨換個(gè)本構(gòu)模型嘗試一下。
文章來(lái)源：gunsss
展開(kāi) ABAQUS-水下爆炸沖擊損傷失效例題
ABAQUS-水下爆炸沖擊損傷失效例題.docx
ABAQUS_STATIC
ABAQUS_EXPL
VUMAT_
error
Stiffness
149443.1944
150283.095
150073.0422
-0.14%
stress_max
2488.157959
2497.833984
2488.34082
-0.38%
failure strain
未計(jì)算完成
0.016662283
0.016605058
-0.34%
應(yīng)力云圖如下：
SDV16表示纖維拉伸的初始損傷系數(shù)，分布云圖如下圖：
SDV23 dft表示損傷演化中的損傷系數(shù)，模式為纖維拉伸，分布如下圖：
SDV23 DFT
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《復(fù)合材料漸進(jìn)損傷失效VUMAT子程序詳解》
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??課程大綱：
(1) VUMAT整體講解
(2) 在參考文獻(xiàn)中，復(fù)合材料漸進(jìn)損傷失效模型有哪些異同，有哪些關(guān)鍵問(wèn)題。
(3) 程序詳細(xì)解讀漸進(jìn)損傷失效模型，包括三維hashin初始失效準(zhǔn)則，漸進(jìn)損傷，損傷系數(shù)如何計(jì)算，損傷矩陣（damage effect matrix）等。
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損傷失效的最新內(nèi)容
Johson-Cook本構(gòu)A、B和n等參數(shù)2個(gè)月前
通常用于絕熱瞬態(tài)動(dòng)態(tài)模擬;與Abaqus/Explicit中的Johnson-Cook動(dòng)態(tài)失效模型結(jié)合使用;Abaqus/Explicit中，可以結(jié)合拉伸破壞模型來(lái)模擬拉伸剝落或壓力斷口;可與漸進(jìn)損傷和失效模型(漸進(jìn)損傷和失效)結(jié)合使用，以指定不同的損傷起始準(zhǔn)則和損傷演化規(guī)律，同時(shí)允許材料剛度的漸進(jìn)退化和網(wǎng)格單元的移除;必須與線(xiàn)彈性材料模型(線(xiàn)性彈性行為)或狀態(tài)方程材料模型(狀態(tài)方程)結(jié)合使用。
失效模式需使用標(biāo)準(zhǔn)代碼進(jìn)行記錄（如“C”代表在損傷處失效），只有特定的失效模式（如貫穿損傷的失效）才被認(rèn)為是有效的。
圖4 國(guó)高材分析測(cè)試中心
沖擊后壓縮測(cè)試夾具
然而，標(biāo)準(zhǔn)也明確指出，測(cè)試結(jié)果受試樣幾何、鋪層、沖擊變量及邊界條件等多重因素影響，具有高度的配置特異性。
SLIMxx 被稱(chēng)為應(yīng)力極限因子，能夠定義單元在材料坐標(biāo)系下各方向在損傷后、單元失效刪除前的最小應(yīng)力，例如纖維拉伸方向單元應(yīng)力的最小值為 SLIMT1 * XT；ERODS（εf）為等效失效應(yīng)變，是 *MAT_58 材料模型單元?jiǎng)h除的唯一判據(jù)，其表達(dá)式參考 Von-Mises 應(yīng)力，不考慮偏應(yīng)變的影響，為單元發(fā)生失效時(shí)的 Von-mises 應(yīng)變。
ABAQUS泡沫混凝土細(xì)觀(guān)有限元模擬4個(gè)月前
建立作業(yè)后可采用CDED插件設(shè)置對(duì)混凝土受損傷的失效單元進(jìn)行刪除，提交作業(yè)并完成模擬。
后處理中也可使用SpectrumColor插件進(jìn)行云圖顏色譜的一鍵更改，美化模擬結(jié)果。
插件介紹
AbyssFish CDED（Concrete Damage Element Deletion）插件旨在實(shí)現(xiàn)混凝土損傷塑性（Concrete Damage Plasticity, CDP）材料模型中的失效單元自動(dòng)刪除功能，從而精確模擬混凝土損傷開(kāi)裂行為。
該插件僅適用于“動(dòng)力，顯式（Dynamic, Explicit）”分析步，且僅對(duì)混凝土損傷塑性
層合板多層損傷投影疊加后處理工具5個(gè)月前
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</figure><p class="ql-align-center">層合板多層損傷投影疊加后處理工具</p><p><strong>思路倒是不復(fù)雜：</strong></p><p><strong> （1）根據(jù)層合板面內(nèi)投影網(wǎng)格一致原理，直接繪制初始網(wǎng)格圖；</strong></p><p><strong> （2）逐層識(shí)別每個(gè)單元損傷失效情況
4.失效與損傷演化
纖維斷裂、基體開(kāi)裂、層間脫粘、沖擊損傷擴(kuò)展、疲勞壽命與斷裂機(jī)理。
5.多尺度建模與優(yōu)化設(shè)計(jì)
從纖維-樹(shù)脂微結(jié)構(gòu)到整體構(gòu)件宏觀(guān)響應(yīng)的多尺度模擬與參數(shù)優(yōu)化（常與AI結(jié)合）。
主題：LS-DYNA中損傷與失效模型簡(jiǎn)介
內(nèi)容簡(jiǎn)介：在復(fù)雜的工程模擬場(chǎng)景中，材料的損傷與失效分析至關(guān)重要。本內(nèi)容將帶您走進(jìn)LS-DYNA，詳細(xì)介紹其內(nèi)置的各類(lèi)損傷與失效模型，剖析模型原理、適用范圍及關(guān)鍵參數(shù)，助您精準(zhǔn)掌握材料在不同工況下的破壞行為。
ABAQUS金屬狗骨件拉伸-延性損傷（Ductile）（JC失效準(zhǔn)則）自做模型，內(nèi)附操作視頻，cae，inp文件
定制化方案需要強(qiáng)大的軟件平臺(tái)，不僅能實(shí)時(shí)監(jiān)控測(cè)試狀態(tài)，還能進(jìn)行深度數(shù)據(jù)分析，如疲勞損傷計(jì)算、失效預(yù)測(cè)、生成可視化報(bào)告，為設(shè)計(jì)改進(jìn)提供直接依據(jù)。
疲勞耐久測(cè)試是連接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與卓越品質(zhì)的橋梁。認(rèn)清行業(yè)差異，采用針對(duì)性的定制化方案，方能高效、精準(zhǔn)地提升產(chǎn)品可靠性，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。
