位移失效的案例
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，該模型主要設置好5個失效參數d1-d5，熔點溫度，轉變溫度，參考應變率。損傷演化（類型：位移；軟化：線性；退化：最大；位移失效：xx。將附件中已設置好的inp，直接導入到ABAQUS中提交運算。
復合材料纖維方向斷裂韌性的測量方法
熟悉Abaqus內嵌的二維hashin漸進失效模型的同學都知道，在判斷損傷起始以后，需要依據材料的斷裂韌性對剛度進行退化，如下圖所示。
上述表格中的數據即為材料不同方向拉壓開裂時的斷裂韌性，在Hashin漸進失效模型中，四個斷裂韌性的數值分別用于求解四個失效位移值，如下圖所示。
以纖維方向拉斷為例，Gft為纖維方向拉斷對應的斷裂韌性，XT為單向板0°方向的拉伸強度，根據這兩項就可以推出其失效位移為：
一般的，對于基體的斷裂韌性我們可以通過雙懸臂梁實驗（DCB實驗，參見標準ASTM5528）來測得I型斷裂韌性?；蛘咄ㄟ^ENF試驗來測得II型斷裂韌性。
DCB實驗示意圖
ENF實驗示意圖
目前在文獻或者試驗標準中看到的都是針對基體或者界面的測試方法，很少有人去測試垂直纖維方向斷裂時的斷裂韌性。
本文將簡單介紹一下沿纖維方向斷裂時的斷裂韌性測試方法，文獻中能夠查找到的大多都是基于CT和CC試樣，下圖所示是拉伸斷裂時的斷裂韌性測試方法及建議的試件尺寸，其參考的試驗標準是ASTM E399。
CT試樣示意圖
類似的，當測試壓縮斷裂韌性時，采用CC試樣，其參考試驗標準是ASTM E1820，如下圖所示。
CC試樣示意圖
纖維方向開裂時的斷裂韌性一般要遠大于基體開裂時的斷裂韌性，例如，文獻中的纖維拉伸斷裂韌性大約在50-150N/mm之間，而基體斷裂韌性大約在0.2-1.5N/mm之間，相差可以達百倍。
上述實驗在實際操作過程中是很容易失敗的，因為基體強度很低，即使按照試驗標準建議的尺寸加工試件，在測試時，有可能會出現裂紋90°拐折，導致測不出纖維拉斷或壓斷時的斷裂韌性，因此對試件的加工要求很高，感興趣的可以嘗試一下，國內測試這類數據的還是很少的。
展開 使用Abaqus求解金屬材料斷裂破壞實例
本文簡單介紹使用Abaqus計算帶有漸進損傷破壞參數的韌性金屬模型，圖 1為典型材料漸進損傷曲線，其中A點為漸進損傷起始點，AB段為材料損傷過程，點B為材料完全失效點。
圖 2為Abaqus漸進損傷破壞相關參數，Fracture strain為破壞應變、stress triaxiality為應力三軸度、strain rate為破壞應變率、displacement at failure為漸進損傷失效位移。
算例:
該模型分為兩部分，上端為限位座，限位座兩螺栓孔為固定約束，下端為限位塊，限位塊整個為剛性體，剛性參考點處施加強制位移，兩部分接觸位置定義接觸關系。
下表為整個模型的計算結果
使用abaqus求解金屬材料斷裂破壞實例.pdf
展開 基于Vumat的修正JC本構模型的切削研究
損傷演化規律分為多種，其中基于失效位移的線性演化形式如下：
采用應力回退法編寫公式2的JC損傷彈塑性Vumat子程序，程序原理如下圖所示
得到計算結果如下圖所示
可以看到計算中有穩定的切削生成，提取單元的應力應變曲線如下所示：
圖中可以看出該程序很好的實現了單元在大應變時出現的軟化效果。
最后，有需要歡迎通過公眾號“320科技工作室”聯系我們
Abaqus自動切削插件 ￥199
在之前的一片帖子我發了一個自動切削的插件，能夠幫助用戶快速建模并提交計算，帖子在這兒：
https://www.yqgqt.org.cn/content/post/359915
最近又接觸了一些切削插件的制作和計算，對各個參數也有了更多的體會，比如，對于切屑的形狀來說，是否能夠形成鋸齒狀切屑與很多參數有關，但是影響最大的基本上是彈性模量、失效位移、強化模型參數。
付費內容是插件相關的代碼。
當然，插件只是一個自動建模的工具，根據默認的參數或者用戶輸入的參數建模完成后，用戶對于參數、接觸設置、邊界條件等有不滿意的或者有額外設置的還可以在Abaqus/CAE界面進行手動修改。
插件界面與上一版本相比有如下改動：
修改了界面，沒有那么占空間，布局更合理；
修改了一些默認形狀參數和材料參數，默認的參數基本上能計算差不多的切削效果。
完善這個插件過程中計算了幾個算例，效果圖如下，計算結果有好有壞，跟選擇的參數有很大的關系，相信看到這篇文章的你對金屬變形機理方面肯定有更深刻的理解。
展開 ABAQUS損傷參數
在ABAQUS中，材料損傷通常以一個損傷起始判據來定義材料的失效初始化。這個判據可以是材料在失效時的應力與應力狀態（基于不同的斷裂準則），也可以是損傷本構（如JC失效模型）。
在材料，或某一個單元發生了損傷后，此處的剛度會下降，而承擔的載荷（如應力）會隨之減少，并發生重新分配。則需要對材料在發生了失效時的演變過程進行定義，即損傷演變準則。對單軸拉伸而言，此階段與拉伸曲線在達到了最高值（抗拉極限或起裂應變處）之后的下降段所對應。單元的剛度沿損傷演化規律下降，最終完全失效，在分析中可以將其刪除（單元刪除法）或允許分離（黏聚力單元）或允許裂紋完全擴展（XFEM)。
實際分析中更關注失效參數的獲取，對簡單問題可以采用單軸拉伸的真應力應變曲線來計算，一個很好的例子如下：
Ductile_Damage_004.pdf
來自于木蟲上的一個問題
Abaqus損傷演化中的失效位移如何得到？ - 仿真模擬 - 小木蟲 - 學術 科研 互動社區 (muchong.com)
原文（感謝Ronald Heinz Norbert Wagner大佬）
How to perform Element deletion in ABAQUS using ductile damage criteria ? (researchgate.net)
展開 Abaqus中最簡單的塑性斷裂模型
對標Ls-dyna的雙線性塑性材料模型MAT-24，考慮失效應變這一個斷裂指標。
材料參數：這里選擇Abaqus中最常用的金屬斷裂模型——Ductile Damage（延性損傷），材料參數如下：
材料參數模型（熱膨脹可忽略）
其中關于損傷失效的參數為
*Damage Initiation, criterion=DUCTILE ****
0.1, 0.3333, 0.
損傷開始，需要指定損傷應變，應力三軸度，應變率
*Damage Evolution, type=DISPLACEMENT
0.0,
損傷演化，需要指定演化路徑，比如這里指定位移為零
參考USim大佬公眾號給的應力三軸度圖表，這里簡單地取0.3333。
分析步：為了計算效率，這里采用顯式分析，時間為1e-4
顯示分析步
模型：采用一個正方體C3D8R單元，背面的三個面施加對稱約束，+Z面給定一個幅值為1的位移載荷。
長寬高均為1的正方體
結果：提取該單元的應變和Mises應力，給了不同的損傷起始應變和損傷演化斷裂位移，最后的結果如下圖
很明顯，損傷開始的起裂應變（Fracture Strain）就是材料損傷開始的等效塑性應變，而損傷演化中的位移類型中指定的失效位移（Displacement at Failure）就是從損傷開始到材料完全失效斷裂的位移值。
注意Fracture和Failure這兩個單詞的區別，Fracture可理解為金屬材料內部孔洞的成核、生長和聚并形成的微裂紋對材料性能的軟化影響，Failure是材料的完全失效，即不能承載，發生整個材料的完全斷裂。
展開 超高強鋼材料碰撞失效行為仿真預測技術研究
圖3 默認網格尺寸修正設置下不同網格尺寸仿真結果
為提高不同網格尺寸模型失效行為預測結果一致性，采用如圖4所示的自定義應力三軸度修正曲線替代現有的分段線性修正曲線。該設置方法可以在R11.0版本之后的求解器中，通過定義網格尺寸修正曲面來實現。對于R11.0版本之前的求解器，則可以采用多個*MAT＿ADD＿EROSION關鍵字來等效實現。采用新網格尺寸修正設置方法后，6種加載工況不同網格尺寸仿真力-位移曲線如下圖5所示。與默認網格修正設置方法相比，自定義應力三軸度修正曲線方式不同網格尺寸預測結果趨于一致，與1 mm網格模型相比，各工況4 mm網格模型仿真失效位移最大偏差由85%下降至9.8%。
圖4 網格尺寸修正系數曲線
圖5 自定義應力三軸度網格尺寸修正設置下不同網格尺寸仿真結果
5 結論
a.對比研究了LS-DYNA求解器典型的失效模型原理。GISSMO失效模型綜合考慮了非線性加載歷程、非線性損傷累積、損傷-應力耦合以及單元尺寸修正等問題，可以較好地描述材料損傷累積過程，在對超高強鋼材料碰撞失效行為仿真預測精度有較高要求時，推薦使用該模型來進行表征。
b.材料斷裂極限應變是失效模型中最為關鍵的參數，需要設計一系列不同加載路徑的試驗來進行測試，并采用加載歷程的平均應力三軸度ηavg來描述相應的加載過程。
c.模型網格尺寸是影響失效行為仿真預測結果的關鍵因素。在采用GISSMO失效模型中網格尺寸修正曲線與剪切/雙拉修正系數設置方法時，不同網格尺寸仿真模型對于0.45～0.57應力三軸度區間的失效預測結果存在較大差異。采用新的網格尺寸修正設置方法時，可以有效提高不同網格尺寸模型仿真預測結果一致性。
展開 abaqus顯示動力學應用-鉆頭切削巖石
建議失效選用位移方式，合理選擇失效數值
5.求解時間較長？
顯式動力學是采用顯式算法進行動力學方程的求解，顯式算法最大優點是有較好的穩定性，不存在隱式算法中的收斂性問題。顯式動力學最適合發生在短時間，幾毫秒內的事件或更小時間。持續1秒以上的事件可以模擬但是需要較長的時間，通過諸如質量縮放和動態松弛之類的技術可用于提高模擬效率減少計算時長。
求解效果圖如下：
橡膠等雙軸拉伸測試技術的演進：為何更大的應變范圍對仿真精度至關重要
數據質量的提升
避免了機械夾持帶來的應力集中和邊緣失效，試樣的失效點通常發生在球面中心有效變形區域，不會引入裝夾導致的材料缺陷，確保了在材料達到等雙軸極限破壞強度前，都能采集到穩定的試驗數據。同時，非接觸式的應變測量（可搭配激光引伸計或帶DIC功能的視頻引伸計）進一步提升了變形數據的可靠性。
應變范圍如何直接影響
非線性剛度仿真精度
對于橡膠類材料，其應力-應變關系具有高度的非線性，尤其在經歷大變形時，普遍會出現明顯的“硬化效應”。仿真分析的精度，嚴重依賴于本構模型能否準確捕捉這一現象。
模型校準與外推風險
若僅依靠0-50%應變范圍的等雙軸數據，所擬合的模型完全無法預測材料在100%-200%應變下的硬化行為。用此模型進行大變形仿真，會嚴重低估結構剛度，可能導致產品在設計中產生過大的位移或密封失效風險。
提升仿真置信度
當等雙軸測試數據能覆蓋至200%甚至300%的應變時，本構模型的擬合就建立在“內插”而非“外推”的基礎上。這意味著，對于絕大多數工程應用場景，仿真分析都是在經過校準的數據范圍內進行，其結果的可信度將得到顯著提升。
等雙軸拉伸試驗曲線與擬合曲線對比圖
總結
測試技術的進步，核心在于更準確揭示材料力學行為。充氣式等雙軸拉伸技術突破了傳統方法在應變范圍和數據質量上的瓶頸，為仿真提供了更可靠的數據基礎。
如需獲取超過200%應變范圍的精準等雙軸拉伸試驗數據，歡迎點擊"閱讀原文"或掃描下方二維碼與我們聯系。
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展開 不同切削深度下二維巖石切削分析
單刀線性切削巖石材料的仿真計算十分復雜，為了提高計算效率和便于分析，忽略次要影響因素，對該模型做出如下假設：
(1)當巖石材料單元失效后即從模型中刪除，忽略其失效后對后續切削的影響。
(2)切削刀具的強度和剛度遠高于巖石材料，將刀具假設為剛體，且在切削過程中不發生磨損。
(3)不考慮溫度對切削過程的影響。
2.計算參數
密度：2600kg/m3
彈性模量2000000000pa
泊松比0.3
斷裂應變0.002
內摩擦角41.84°;
剪漲角5°;
屈服應力10900000pa
失效位移0.0001
3.計算工況
切削速度為15mm/s，切割時間為0.5s，質量縮放為10000。
建立切削深度為0.1 mm -1.8mm共18個工況。
將切削刀具視為剛體，在切削刀具上設置參考點RP來約束其運動，這樣不僅便于切削力的提取，也便于對刀具施加約束條件。本模型中巖石材料與刀具之間的接觸采用Node-to-Surface接觸，即在每一個增量步都重新定義接觸，從而實現切削過程中巖石與刀具的動態接觸，法向接觸為硬接觸，切向接觸面采用罰函數來定義摩擦，取摩擦系數為0.3。
4.云圖分析
選取切削深度分別為0.1mm、0.5mm、1mm、1.4mm、1.8mm的mises應力圖如下。
圖1切削深度0.1mm
圖2切削深度0.5mm
圖3切削深度1mm
圖4切削深度1.4mm
圖5切削深度1.8mm
選取切削深度分別為0.1mm、0.5mm、1mm、1.4mm、1.8mm的mises應力圖。我們可看出隨切削深度的增大，應力分布區域增大，切削碎屑形狀增大。
展開 
設計仿真 | 基于Digimat & ODYSSEE的結構不確定性量化分析
從而減少實際準靜態測試的工作量，包括產品的準靜態變形和失效，并進行可靠性評估。
圖2. SFRP材料產品虛擬工程
對于 SFRP材料，傳統的測試方法需要經歷材料交付、板材注塑成型、樣品研磨、CT掃描、拉伸實驗等多個步驟才能最終得到相關材料參數，花費時間最少1個月；而利用材料虛擬工程的方法，可以將材料開發時間縮短到幾天。
圖3. 傳統測試方法 vs 虛擬工程
3-1 產品的準靜態變形和失效
圖4展示了針對PBT-GF30材料不同纖維取向的實驗及仿真結果，表明虛擬工程能夠很好的預測材料的應力-應變曲線和失效行為。
圖4. 不同溫度下，PBT-GF30材料不同纖維取向的應力-應變曲線及失效
將上述材料參數應用于實際零部件，得到于實驗數據類似的結果，說明使用各向異性方法能夠實現非常好的預測效果。
圖5. 不同溫度下，PBT-GF30零部件力-位移曲線及失效
3-2 產品可靠性分析
上述仿真分析是確定性的，即忽略了實際情況中的不確定性來源。在產品設計生產過程中考慮不確定性因素越晚，則需要設計更改的時間越晚，這樣實施起來的成本就會很高。同時，考慮組件結構可靠性的所有不確定性，需要大量的仿真計算工作。
圖6. 在設計前期考慮產品的各種不確定性，可以有效減少設計變更成本和時間花費
這里我們考慮纖維取向不確定性對結構可靠性的影響，研究產品在準靜態載荷下的變化，考慮其失效指標（FI）的分布情況。
按照圖1所示的UQ分析流程進行產品可靠性分析：
●首先進行DoE樣本點的準備，按照二階取向張量均勻分布的要求生成10個樣本點，每個樣本點使用Digimat進行零部件性能仿真分析并計算FI。
展開 有限元法在椎弓根釘強度中的應用
通過輸出支反力，可以得到拔出過程中的軸向約束反力-位移曲線，在數值上與施加的拔出力-位移載荷相等。
驗證
為了使有限元仿真實驗得出的結果與真實的力學實驗盡量一致， 我們將仿真和實驗得出的拔出力-位移曲線進行比對。如圖 3 所示?？梢?，仿真與實驗結果在拔出力上升段吻合較好，只是由于在材料屬性設置中只模擬了松質骨的屈服，沒有模擬由于骨小梁斷裂引起的松質骨失效，所以仿真得出的拔出力-位移曲線沒有失效后的下降過程，但這并不妨礙本文提出的仿真模型對于椎弓根釘拔出強度的預測。故本算例仿真結果可滿足大部分椎弓根釘強度研究問題，為多對照組、不易進行實測實驗的椎弓根釘強度優化問題提供了廉價、快速、足夠精確的研究方法。
展開 如何利用 HyperMesh 軟件，對椎弓根釘軸向拔出的過程進行模擬
通過輸出支反力，可以得到拔出過程中的軸向約束反力-位移曲線，在數值上與施加的拔出力-位移載荷相等。
結果與分析
驗證
為了使有限元仿真實驗得出的結果與真實的力學實驗盡量一致， 我們將仿真和實驗得出的拔出力-位移曲線進行比對。如圖 3 所示?？梢?，仿真與實驗結果在拔出力上升段吻合較好，只是由于在材料屬性設置中只模擬了松質骨的屈服，沒有模擬由于骨小梁斷裂引起的松質骨失效，所以仿真得出的拔出力-位移曲線沒有失效后的下降過程，但這并不妨礙本文提出的仿真模型對于椎弓根釘拔出強度的預測。故本算例仿真結果可滿足大部分椎弓根釘強度研究問題，為多對照組、不易進行實測實驗的椎弓根釘強度優化問題提供了廉價、快速、足夠精確的研究方法。
文章來源：CAE愛聯盟
展開 慧通測控跌落試驗機如何守護手機、耳機可靠性，降低 30% 售后痛點
三、檢測數據解讀：從外觀到功能，精準定位失效點
跌落測試后需建立外觀 - 結構 - 功能 - 內部四層評估體系，不僅判斷 “是否損壞”，更要分析 “損壞原因、損傷程度”，為產品優化提供數據支撐。
1. 外觀與結構檢測
宏觀檢查：記錄外殼裂紋、變形、凹陷、掉漆，屏幕碎裂、劃痕、漏液，攝像頭移位、按鍵松動等顯性損傷。
尺寸測量：用卡尺測量邊框形變、縫隙變化（如折疊屏手機鉸鏈縫隙增大 0.15mm 即判定異常）。
密封性驗證：防水機型需進行氣密性測試，檢測跌落是否導致防水膠圈失效。
2. 功能與性能測試
基礎功能：開機、關機、觸控、顯示、通話、音頻播放、充電、接口連接等，排查死機、重啟、功能失靈問題。
隱性性能：用專業設備檢測屏幕觸控延遲、坐標漂移、音頻雜音、電池內阻變化、主板信號穩定性，捕捉肉眼不可見的隱性失效。
3. 內部元器件分析
拆機檢測：對異常樣品拆機，檢查主板焊點、排線連接、電池固定、元器件位移情況，70% 的跌落故障源于內部隱性損傷。
數據整合：結合跌落高度、姿態、沖擊面與損傷結果，形成《跌落測試失效分析報告》，明確產品薄弱環節，如 “手機 1.2 米水泥板角跌落，導致屏幕排線焊點脫落”。
四、沃華慧通測控：定制化跌落解決方案，精準匹配電子行業需求
針對電子行業手機、耳機、平板的抗摔檢測痛點，北京沃華慧通測控技術有限公司推出全系列跌落試驗機，以高精度、全自動化、場景化適配，為企業提供從研發到量產的全流程質量管控方案。
1. 核心產品矩陣
1.1自動隨機跌落試驗機WH-6406
核心優勢：最大跌落高度 1.9 米，精度 ±0.5mm，支持面、棱、角全姿態測試；自動上料、自動釋放、自動計數，單次跌落耗時＜10 秒，效率提升 60%。
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