斷裂模擬的案例
斷裂模擬收徒！（長期有效、長期指導(dǎo)、保證盡快學(xué)會(huì)！）
<p>個(gè)人自2012年從事abaqus的斷裂模擬相關(guān)工作，在斷裂方向以第一作者已發(fā)表SCI論文30多篇，主持國自然等項(xiàng)目多項(xiàng)，專業(yè)知識(shí)及技能請(qǐng)你放心，對(duì)于abaqus中的斷裂模擬基本手段早已得心應(yīng)手。</p><p>個(gè)人從開始接觸斷裂模擬以來也都是辛苦一路走來，深知入門的艱辛。</p><p>在早些年斷裂的學(xué)習(xí)十分困難，沒有多余的學(xué)習(xí)資料和視頻，只能自己翻譯幫助文檔，自己摸索，四處網(wǎng)絡(luò)上詢問。隨著近幾年做斷裂的學(xué)者越來越多，關(guān)于斷裂的學(xué)習(xí)資料和視頻也越來越多，也正因?yàn)樵絹碓蕉嗟馁Y料會(huì)讓初學(xué)者看的顛三倒四，甚至誤解其中的含義。</p><h1>目前初學(xué)者面臨的兩個(gè)主要困難是，第一是斷裂模擬手段太多了，哪種適合我，選哪個(gè)，它們之間都是什么關(guān)系，怎么學(xué)，看誰的資料和視頻？第二是照著一個(gè)例子會(huì)做了，感覺掌握了，但是運(yùn)用到自己的模型上為什么總是各種不收斂，各種算不完呢，到底問題出在哪里？</h1><h1>如果你有以上的困擾，建議你找一個(gè)可以長期輔導(dǎo)你的老師傅，遇到問題可以給你提供多種解決思路，不斷的積攢經(jīng)驗(yàn)，慢慢地你也將成為一個(gè)老司機(jī)了，</h1><p>對(duì)于abaqus的建模、調(diào)試、前后處理，二次開發(fā)個(gè)人積攢了很多經(jīng)驗(yàn)，基本可以解決大家常見的所有問題，斷裂方法及常見問題更是不再話下，如果長期跟學(xué)，我可以提供學(xué)習(xí)資料、學(xué)習(xí)視頻、長期答疑、長期模型調(diào)試、遠(yuǎn)程查看模型、隨問隨答、相關(guān)插件等。</p><p>斷裂模擬收徒工作最近兩年一直在進(jìn)行，當(dāng)前收徒已超百人。</p><p>如果你也有意向長期跟學(xué)，<span style="color: rgb(25, 27, 31);">有意向或感興趣的可以扣扣105*75*93*923、唯心132*7927*83*59。
展開 【原創(chuàng)成果】細(xì)觀混凝土、UHPC數(shù)值建模與非線性斷裂模擬
作為典型的非均質(zhì)工程復(fù)合材料，普通混凝土、超高性能混凝土(UHPC)、纖維混凝土(FRC)、纖維復(fù)合材料(FRP)等的斷裂是局部微小裂隙、孔洞、各相界面等初始缺陷從起裂、擴(kuò)展至融合為宏觀裂縫的過程，該過程橫跨微觀、細(xì)觀、宏觀等多個(gè)尺度，因此采用多尺度實(shí)驗(yàn)和計(jì)算模擬等手段進(jìn)行研究成為自然的選擇。現(xiàn)有國內(nèi)外研究一般將這些復(fù)合材料等效為各向同性均勻介質(zhì)，建立模型比較方便，能夠獲得結(jié)構(gòu)的宏觀響應(yīng)例如荷載-位移曲線等。但這些宏觀均質(zhì)模型未模擬隨機(jī)分布的骨料、纖維、界面及孔洞等細(xì)觀特征，較難精確闡明材料破壞的多尺度機(jī)理。與宏觀均質(zhì)模擬相比，細(xì)觀計(jì)算模擬目前具有兩方面挑戰(zhàn)：一方面需要模擬復(fù)雜的細(xì)觀各相材料及其相互作用；另一方面需要求解大規(guī)模非線性方程，準(zhǔn)確模擬損傷斷裂中的材料軟化現(xiàn)象。
目前，混凝土、UHPC細(xì)觀模型主要有兩種直接建模方法，一種是基于骨料、纖維的形態(tài)和分布予以假設(shè)的隨機(jī)骨料、隨機(jī)纖維模型，這種比較多見；另一種是近來國內(nèi)外興起的基于XCT真實(shí)圖像的模型(XCT image-based model)。本文將以這兩種模型為研究對(duì)象，選用已發(fā)表的成果作為例子介紹給大家(整理了一些直觀圖片)，感興趣的朋友可詳閱附上的文獻(xiàn)，歡迎大家批評(píng)指正。
還有一種非直接的細(xì)觀模擬方法， 即采用隨機(jī)場理論，也可以間接模擬細(xì)觀斷裂，例如：
□ Zhang H, Huang Y J, Hu X J, Xu S L. A quasi-brittle fracture investigation of concrete structures integrating random fields with the CSFEM-PFCZM. Engineering Fracture Mechanics, 2023, 281: 109107.
展開 爆炸成型彈丸成型過程中的斷裂數(shù)值模擬
為研究爆炸成型彈丸(EFP) 軸向斷裂機(jī)理，采用有限元分析軟件LS-DYNA，引入Johnson-Cook 失效模型及自適應(yīng)算法，對(duì)典型EFP 裝藥結(jié)構(gòu)不同外曲率球缺形藥型罩OFHC 銅EFP 成型過程中的斷裂進(jìn)行數(shù)值模擬，并
通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
研究成果發(fā)表在兵工學(xué)報(bào)中，詳細(xì)見：
丁力, 蔣建偉, 門建兵, et al. 爆炸成型彈丸成型過程中的斷裂數(shù)值模擬及機(jī)理分析[J]. 兵工學(xué)報(bào), 2017(03):4-10.
同時(shí)在 "2018年爆炸力學(xué)會(huì)議" 進(jìn)行了專題匯報(bào)。詳細(xì)見：
丁力(*), 張先鋒, 蔣建偉. 鉭爆炸成型彈丸成型過程中斷裂機(jī)理分析[C]. 第十二屆全國爆炸力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議縮編文集, 桐鄉(xiāng), 2018:25.
爆炸成型彈丸成型過程中的斷裂數(shù)值模擬及機(jī)理分析.pdf
d3plot_007.mov
展開 cohesive單元分層開膠斷裂模擬-雙懸臂梁剝離DCB（三維模型） ￥2
cohesive單元分層開膠斷裂模擬-雙懸臂梁剝離DCB（三維模型）
Abaqus拉伸斷裂模擬 ￥20
<p>Abaqus狗骨頭拉伸斷裂模擬，鋼材拉伸斷裂模型，提供cae文件、odb文件、視頻教程，可供參考學(xué)習(xí)！</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https://img.jishulink.com/202510/attachment/383ddbe1c3de403f9cdd33e4acf856b8.png" style="display: inline-block;" data-regular="true">
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展開 基于粘結(jié)裂縫模型的非均勻準(zhǔn)脆性材料斷裂模擬研究
基于粘結(jié)裂縫模型的非均勻準(zhǔn)脆性材料斷裂模擬研究
基于相場損傷模型的混凝土細(xì)觀壓縮斷裂模擬
緒論
斷裂是混凝土材料破壞的主要模式。可靠、高效的混凝土斷裂模型在橋梁、隧道、大壩等土木工程結(jié)構(gòu)的安全評(píng)估中發(fā)揮著重要作用。對(duì)混凝土斷裂的研究,尤其對(duì)其裂紋萌生和擴(kuò)展的研究,引起了國內(nèi)外學(xué)者越來越多的關(guān)注。混凝土斷裂的數(shù)值模擬與斷裂理論、物理試驗(yàn)相互印證與補(bǔ)充,并隨著科技發(fā)展不斷地提高著混凝土斷裂問題模擬的準(zhǔn)確性。近年發(fā)展起來的斷裂相場法,通過場變量的自動(dòng)演化獲取裂紋路徑,可方便地模擬出裂紋的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展過程。因此本案列將采用基于<a href="/major/<a href="/major/ABAQUS的斷裂相場模型實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝土斷裂問題的模擬分析并探討該模型的工程實(shí)際適用性
理論基礎(chǔ)
相場法是一種以經(jīng)典熱、動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ),由耦合的非線性的力平衡方程和相場梯度型演化方程組合而成的唯象方法。該方法引入一組場變量來描述結(jié)構(gòu)的相變過程。與銳界面法中場變量的不連續(xù)性相反的是,相場法中場變量在界面區(qū)域具有連續(xù)性,可以用來描述材料初始時(shí)和完全破壞之間的平滑過渡。相場變量能分成保守的場變量與非保守的場變量兩種,總量在物體結(jié)構(gòu)演化中保持不變的為保守的場變量,如原子和電荷的濃度場;總量在物體結(jié)構(gòu)演化中為不守恒的并從0到1變化的是非保守的場變量,如馬氏相變。
Frankfort和Marigo基于能量最小化原理提出了Griffith理論的變分形式。描述斷裂的相場法中材料勢能分為兩部分，彈性應(yīng)變能和表面能，分別對(duì)應(yīng)于完好相和斷裂相。Griffith理論的泛函形式可以表達(dá)為:
其中是對(duì)稱的小應(yīng)變張量，代表裂紋面，Ω為求解區(qū)域。斷裂問題系統(tǒng)自由能由彈性應(yīng)變能(等號(hào)右邊第一項(xiàng))和斷裂表面能(等號(hào)右邊第二項(xiàng))構(gòu)成，裂紋的擴(kuò)展受自由能最小化原理控制。通過求能量泛函的極值可以獲得材料系統(tǒng)的控制方程。
采用有限寬度的彌散區(qū)域來近似表征離散裂紋面，如圖 1所示。
展開 材料脆性斷裂有限元模擬的UEL子程序?qū)崿F(xiàn)方法
一、引言
相場斷裂模型是描述當(dāng)裂紋尖端狀態(tài)達(dá)到臨界能量釋放率時(shí)發(fā)生裂紋擴(kuò)展現(xiàn)象的工具，被廣泛應(yīng)用于材料斷裂過程的模擬研究。UEL (User Element Subroutine) 子程序允許用戶自定義單元的切線剛度矩陣及節(jié)點(diǎn)力向量，在實(shí)現(xiàn)相場斷裂模型時(shí)具有靈活性與便利性。UMAT (User Material Subroutine)子程序可以供用戶自定義材料的本構(gòu)模型，同時(shí)可彌補(bǔ)UEL子程序無法可視化的缺陷。本文中的計(jì)算結(jié)合UEL子程序與UMAT子程序，采用雙層模型進(jìn)行交互計(jì)算材料的斷裂過程。
【全源碼】MATLAB相場脆性斷裂模擬代碼（AT1/AT2）【附對(duì)應(yīng)文獻(xiàn)公式說明】 ￥1000
簡要說明
本案例不僅提供MATLAB 相場斷裂代碼，還有代碼對(duì)應(yīng)文獻(xiàn)公式說明文檔！方便理解。
相場法（Phase-Field Method, PFM）作為當(dāng)前斷裂力學(xué)模擬的熱門方法，編程門檻較高。
初學(xué)者的困境：閱讀文獻(xiàn)中的公式往往一頭霧水，不知道如何轉(zhuǎn)化為離散的有限元代碼。
現(xiàn)有資源的門檻：網(wǎng)上的開源代碼多為Fortran編寫的Abaqus UEL/UMAT子程序，調(diào)試極其困難，且相當(dāng)于“黑盒”，難以直觀理解算法邏輯。
驗(yàn)證的難題：寫出了代碼，但不知道結(jié)果對(duì)不對(duì)，缺乏權(quán)威的Benchmark（基準(zhǔn)）進(jìn)行對(duì)比。
現(xiàn)在以帶偏心孔的缺口板為例，說明我編寫的MATLAB代碼準(zhǔn)確性。幾何和邊界條件如下圖所示：
2. 驗(yàn)證準(zhǔn)確性
本案例提供了一套基于 MATLAB 編寫的相場斷裂有限元代碼，完整實(shí)現(xiàn)了 AT1 和 AT2 兩種經(jīng)典的相場損傷模型。
本代碼的核心價(jià)值在于“精準(zhǔn)驗(yàn)證”： 代碼邏輯清晰、注釋詳細(xì)，更重要的是，選取了較為復(fù)雜的的斷裂力學(xué)算例（帶偏心孔的缺口板），將本代碼的計(jì)算結(jié)果與 吳建營教授（相場領(lǐng)域權(quán)威）發(fā)布的Abaqus UEL子程序計(jì)算結(jié)果 進(jìn)行了逐點(diǎn)對(duì)比，驗(yàn)證了代碼準(zhǔn)確性。
位移-反力曲線：兩條曲線幾乎完全重合。
裂紋路徑（Crack Path）：裂紋擴(kuò)展形態(tài)結(jié)果高度一致。
展開 ABAQUS基于CT掃描重建與CDP模型的混凝土細(xì)觀損傷斷裂三維數(shù)值模擬
本案例介紹采用CDP材料對(duì)三維重建的混凝土細(xì)觀模型進(jìn)行損傷斷裂數(shù)值模擬有限元分析。
ABAQUS模型重建完成后，在屬性里建立骨料、砂漿、ITZ材料參數(shù)，并替換截面內(nèi)原有的空材料，這里砂漿及ITZ可使用EasyCDP插件直接生成混凝土損傷塑性材料，由于不考慮骨料的損傷破壞，因此不必設(shè)置骨料的損傷參數(shù)。
將混凝土細(xì)觀部件進(jìn)行裝配，添加分析步，并在載荷中設(shè)置受壓載荷。
建立并提交作業(yè)，查看最終的模擬結(jié)果。
基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)模擬
基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)模擬
作者：大龍貓 微信公眾號(hào)：CAE_ANSYS
拉伸斷裂實(shí)驗(yàn)是測試材料的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，可以測量材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線，測量材料的抗拉強(qiáng)度，作為經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)如何獲取其模擬過程呢？仿真分析軟件AYSYS在默認(rèn)的情況下，無論受力多大都不會(huì)被拉斷，其主要原因是算法的問題。
單元?jiǎng)h除模擬斷裂失效實(shí)例-----小球沖擊鋁板
很多人對(duì)單元?jiǎng)h除實(shí)現(xiàn)斷裂的模擬有認(rèn)識(shí)誤區(qū)，以為定義了塑性就能算斷裂。 不否認(rèn)從初學(xué)者的角度來說，參數(shù)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(gè)非常復(fù)雜的問題，控制的材料參數(shù)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(jīng)過簡單的定義就能算出結(jié)果，但是算出結(jié)果是否能用？是否得到科研界和業(yè)界人士承認(rèn)？ 這些年abaqus在科研界的廣泛使用，其實(shí)能說明一些問題。
這里提供一個(gè)鋁板被沖擊的實(shí)例，以前與實(shí)驗(yàn)對(duì)比過，效果還可以，現(xiàn)在提供inp
小球沖擊模型
幾個(gè)常見需要注意的問題：
1）本例的小球?yàn)榱说玫降刃з|(zhì)量（實(shí)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(shè)置為剛體。
2）property
材料參數(shù)是難點(diǎn)。很多人為材料參數(shù)哪兒來？ 唯一靠譜的途徑是自己做實(shí)驗(yàn)，但是大家都知道實(shí)驗(yàn)費(fèi)用不菲而且還不一定有實(shí)驗(yàn)條件。所以國內(nèi)很多simulator其實(shí)是找老外做的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
對(duì)于絕大部分常見材料，沖擊模擬所需的材料參數(shù)，baidu or google 材料編號(hào)+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(shù)，搜索能力啊）
（這個(gè)inp里面材料參數(shù)來自abaqus manual）另外，實(shí)在找不到的材料參數(shù)去ls-dyna版逛逛，會(huì)有收獲的。
3 step--time：動(dòng)態(tài)計(jì)算，時(shí)間是物理時(shí)間。很多人問time設(shè)為多少比較合適。現(xiàn)在流行的各種沖擊工況，幾乎都有現(xiàn)成方法或者經(jīng)驗(yàn)公式來估算沖擊歷時(shí)。
如果你實(shí)在是沒有任何經(jīng)驗(yàn)和參考數(shù)據(jù)，可以看看我的經(jīng)驗(yàn)。
就梁和板的沖擊而言，我個(gè)人經(jīng)驗(yàn)：
低速?zèng)_擊無擊穿，時(shí)間可以用pi*[sqrt（M1+M2/4）/kb] 近似估算.
展開 基于johnson-cook damage損傷模型試樣斷裂簡單模擬 ￥10
johnson-cook damage損傷斷裂模型，模擬試樣拉伸至斷裂的過程，該模型主要設(shè)置好5個(gè)失效參數(shù)d1-d5，熔點(diǎn)溫度，轉(zhuǎn)變溫度，參考應(yīng)變率。損傷演化（類型：位移；軟化：線性；退化：最大；位移失效：xx。將附件中已設(shè)置好的inp，直接導(dǎo)入到ABAQUS中提交運(yùn)算。
三維筒體過渡網(wǎng)格劃分，一個(gè)就夠了！（話不多少，見附件，喜歡的點(diǎn)贊哈）
原創(chuàng)_abaqus三維筒體過渡網(wǎng)格劃分.pdf
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DEM(離散元)-模擬粒子團(tuán)沖擊靶材 ￥10
一個(gè)簡單的例子-模擬球形粒子團(tuán)撞擊涂層的過程。
目前采用DEM方法實(shí)現(xiàn)粒子團(tuán)沖擊金屬涂層的過程，具體詳細(xì)步驟大家可以自行去研究cae和inp文件，如果有不明白的地方，可以聯(lián)系qq10575993923或wx13279318783,。
在此感謝Usim大佬的支持，大家可以搜索會(huì)員名字 Usim ，去他的主頁看看，不是一般的NB，動(dòng)力顯示分析的大手。
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