材料與結(jié)構(gòu)破壞分析的案例
【技術(shù)干貨】一文詳解影響碳纖維及其復(fù)合材料壓縮性能的結(jié)構(gòu)因素（二）碳纖維的微觀結(jié)構(gòu)及壓縮破壞
圖1 碳纖維結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變
在熱穩(wěn)定化過(guò)程中，PAN纖維的線性結(jié)構(gòu)通過(guò)環(huán)化、脫氫和氧化等化學(xué)反應(yīng)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樘菪?em>結(jié)構(gòu)。在該階段結(jié)束時(shí)，PAN纖維獲得足夠的熱穩(wěn)定性，可以承受碳化處理過(guò)程中的高溫。
與熱穩(wěn)定化不同，碳化過(guò)程必須在惰性氣氛中進(jìn)行，以防止纖維熱解。在低溫碳化過(guò)程中，穩(wěn)定的PAN纖維在高達(dá)1000°C的溫度環(huán)境中，在精確的張力和停留時(shí)間下進(jìn)行熱處理。隨后，所得纖維在高溫碳化爐約1600°C左右的溫度以及張力下進(jìn)一步碳化，隨著分子間交聯(lián)和雜原子的去除，穩(wěn)定的PAN聚合物轉(zhuǎn)變?yōu)榉枷阕迤矫?em>結(jié)構(gòu)。
在高溫碳化過(guò)程中，形成了排列成高度有序和層狀微晶的石墨片狀結(jié)構(gòu)，它們之間的距離稱(chēng)為d間距，它由離域電子之間的π-π相互作用的程度決定。隨著碳化處理的持續(xù)進(jìn)行，剩余的非碳元素被消除，整體晶粒尺寸和排列增加。在芳構(gòu)化程度較低且分子間相互作用不強(qiáng)的區(qū)域，該區(qū)域往往更加無(wú)序和無(wú)定形，但仍然被高度有序的晶體和堆疊的石墨結(jié)構(gòu)包圍。
在這種結(jié)構(gòu)演變過(guò)程中，針狀孔隙或缺陷在這些微晶之間演變，減少了纖維的側(cè)向支撐并降低了纖維的壓縮性能。因此，上述所有這些微觀結(jié)構(gòu)特征有助于確定碳纖維的整體性能。
碳纖維的壓縮破壞
研究分析碳纖維的壓縮斷裂機(jī)制，可從根本上了解碳纖維在壓縮載荷下的不良性能。碳纖維的壓縮破壞與這些微晶在其無(wú)支撐區(qū)域的屈曲有關(guān)，如圖2所示。有人認(rèn)為，圖2f所示的單個(gè)碳平面的屈曲是碳纖維在壓縮載荷下的主要破壞機(jī)制。
而圖2a中所展示的機(jī)制表明，碳平面在壓縮載荷下的剪切破壞可低至0.4 MPa。如果剪切是唯一起作用的失效機(jī)制，則可以預(yù)期壓縮性能與拉伸性能相同，如圖2b所示，但顯然不是這樣。
圖2 碳纖維壓縮破壞機(jī)理
圖2c顯示了錯(cuò)位晶粒的彎曲。在壓縮載荷下，失向晶粒會(huì)受到嚴(yán)重的彎曲力，并可能在拉伸或壓縮時(shí)失效。
展開(kāi) 復(fù)合材料破壞分析
SOLVE
7.后處里查看
這是大概的復(fù)合材料破壞分析...只是做個(gè)起頭 希望有人能補(bǔ)充 感謝
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位移
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Tsai-Wu Strength Index
failure.zip
LS-DYNA中的材料加工，制造過(guò)程及破壞分析-無(wú)網(wǎng)格SPG方法
基于網(wǎng)格的數(shù)值方法（如FEM 等）在模擬材料破壞過(guò)程時(shí)具有局限性。為更好地模擬三維材料、結(jié)構(gòu)中的損傷/破壞行為，LS-DYNA開(kāi)發(fā)了無(wú)網(wǎng)格光滑粒子伽遼金法（SPG）。該方法直接在節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行空間積分，避免了其他無(wú)網(wǎng)格法采用的背景網(wǎng)格空間積分法帶來(lái)的局限性。為了準(zhǔn)確模擬材料的開(kāi)裂過(guò)程，SPG方法開(kāi)發(fā)了鍵斷裂破壞模型，該模型采用多種斷裂準(zhǔn)則處理復(fù)雜應(yīng)力情況下材料損傷斷裂過(guò)程。
目前，SPG方法已經(jīng)成功的在材料加工，制造過(guò)程及破壞分析中得到廣泛的應(yīng)用，涉及到的材料有：金屬，復(fù)合材料，混凝土，橡膠，木材和骨頭等材料。可以模擬的加工過(guò)程有各種連接過(guò)程加工，切削，磨削，鉆孔-拉出等。
本文將簡(jiǎn)要介紹SPG方法的基本概念、主要功能及其應(yīng)用，包括材料失效分析方法，汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用（機(jī)械連接工藝及接頭強(qiáng)度）；制造業(yè)及電子工業(yè)行業(yè)應(yīng)用（橡膠的下料、切割、鉆孔、研磨、超聲波切割，各種材料的螺紋成型，混凝土、金屬、木料）；Defense高速撞擊侵徹（侵徹混凝土和金屬目標(biāo)）；生物醫(yī)學(xué)/牙科行業(yè)，如牙鉆/植入，插針（插入橡膠），骨鉆/拔出等。
SPG方法概述及主要特征
由于涉及材料的非連續(xù)性，目前為止材料失效分析仍然是CAE模擬分析中的難點(diǎn)問(wèn)題，當(dāng)我們把有限元和材料失效/破壞分析聯(lián)系在一起，通常默認(rèn)使用單元?jiǎng)h除法，而單元?jiǎng)h除法會(huì)破壞收斂準(zhǔn)則，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致非物理的響應(yīng)，如力和力矩的響應(yīng)會(huì)降低，或不能得到正確的損傷形態(tài)。
展開(kāi) NX環(huán)境下基于Mecano內(nèi)核的復(fù)合材料層間破壞案例分析
在NX10.0的軟件環(huán)境，以原samcef composites的求解器為內(nèi)核，對(duì)復(fù)合材料的層間破壞進(jìn)行了仿真分析。相比原samcef composites的前處理，這是一個(gè)全新的三維幾何模型建模方法。
本案例從最基礎(chǔ)模型建模，不需要初始模型，建立了復(fù)合材料模型進(jìn)行了鋪層，網(wǎng)格劃分，對(duì)每層的屬性進(jìn)行了不同的設(shè)定。模型雖然簡(jiǎn)單，但仍需要花費(fèi)一定時(shí)間，最后操作視頻展示了三維顯示效果。
百度網(wǎng)盤(pán)：http://pan.baidu.com/s/1hrdimtm
優(yōu)酷鏈接：http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ3MjE3MTQ1Ng==.html
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『分享』層合復(fù)合材料沖擊損傷破壞過(guò)程研究(數(shù)值分析).
層合復(fù)合材料沖擊損傷破壞過(guò)程研究(數(shù)值分析).
層合復(fù)合材料沖擊損傷破壞過(guò)程研究(數(shù)值分析).pdf
層合復(fù)合材料沖擊損傷破壞過(guò)程研究宏觀(破壞準(zhǔn)則).pdf
我在材料拉伸過(guò)程中為什么總是看不到材料被破壞呀
我在材料拉伸過(guò)程中為什么總是看不到材料被破壞呀
Ansys復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析總結(jié)（分析篇）
復(fù)合材料強(qiáng)度準(zhǔn)則
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的受力及應(yīng)力應(yīng)變情況非常復(fù)雜，并要考慮各種應(yīng)力應(yīng)變的耦合和相互影響，復(fù)合材料強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則基于結(jié)構(gòu)的宏觀破壞，一般來(lái)說(shuō)復(fù)合材料的二次蔡-吳強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則較為精確。有興趣的朋友可以參考科學(xué)出版社出版的蔡為侖先生的《復(fù)合材料設(shè)計(jì)》這一本書(shū)。
3． 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度分析
一般說(shuō)來(lái)，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)總是受到空間力的作用，其應(yīng)力分布是三維的，因此，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的剛強(qiáng)度分析一般不宜采用復(fù)合材料的板殼理論（這種理論僅考慮板殼面內(nèi)的應(yīng)力和橫向剪切應(yīng)力，而忽略法向應(yīng)力），同時(shí)，對(duì)于簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)（如板、殼），可以得到彈性力學(xué)的一般解，而對(duì)于大多數(shù)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，則必須用數(shù)值的方法計(jì)算，三維有限元分析是最常用的方法。采用ANSYS程序?qū)?fù)合材料進(jìn)行剛強(qiáng)度分析的步驟如下：
（1） 建立結(jié)構(gòu)的幾何模型
由于復(fù)合材料分析單元一般都是六面體單元，因此，在建立幾何時(shí)要特別考慮到網(wǎng)格劃分的方便。
（2） 建立材料模型
根據(jù)復(fù)合材料材料參數(shù)建立單向復(fù)合材料材料模型，我所采用的是碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，有兩種建立方法。
a. 若選擇單元為各向異性單元，則根據(jù)單向復(fù)合材料的剛度矩陣或柔度矩陣建立各向異性材料模型；
b. 若選擇層合單元，則可以建立相關(guān)的材料模型，如單向復(fù)合材料則可以建立正交各向異性材料模型
（3） 選擇單元類(lèi)型并設(shè)置相關(guān)屬性
根據(jù)結(jié)構(gòu)特征和計(jì)算要求，選擇不同的單元類(lèi)型并設(shè)置單元屬性（各種單元的選擇依據(jù)請(qǐng)參考概述篇或ANSYS幫助文件）
（4） 網(wǎng)格劃分
在建立的幾何實(shí)體上進(jìn)行網(wǎng)格劃分，對(duì)于復(fù)合材料，選擇六面體三維實(shí)體單元，定義單元屬性，分別指定不同的材料屬性，并保證材料坐標(biāo)一致，運(yùn)用有限元網(wǎng)格生成器進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
（5） 定義邊界條件
根據(jù)實(shí)際情況定義邊界條件。
展開(kāi) 復(fù)合材料的比應(yīng)變能密度破壞準(zhǔn)則
https://zhuanlan.zhihu.com/p/612344564
聲明：本文僅介紹他人成果
今天找文獻(xiàn)的時(shí)候看到中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所在88年發(fā)的一文章，文章很短，講了了一個(gè)復(fù)材準(zhǔn)則:比應(yīng)變能密度破壞準(zhǔn)則.可以用于預(yù)測(cè)復(fù)合材料破壞強(qiáng)度（在什么應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生失效）。
MARC模擬金屬材料的斷裂破壞
我最近在用MARC模擬金屬材料在楔橫軋過(guò)程中的軋制過(guò)程的斷裂和破壞，做了一個(gè)簡(jiǎn)單的二維的模擬，我把文件傳到附件中，有興趣的哥們可以下著看看，有MARC的高手希望能指導(dǎo)一下，我現(xiàn)在只是在初級(jí)階段，我的目的是研究三維的模擬。
crack_job1.rar
2018海峽兩岸破壞科學(xué)與材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十二屆全國(guó)MTS材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議在廣西召開(kāi)
由中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)MTS材料試驗(yàn)協(xié)作專(zhuān)業(yè)委員會(huì)和材料科學(xué)學(xué)會(huì)破壞科學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)主辦的“2018海峽兩岸破壞科學(xué)與材料試驗(yàn)暨第十二屆全國(guó)MTS材料學(xué)術(shù)會(huì)/第十四屆破壞科學(xué)研討會(huì)”于2018年11月7日至10日在廣西北海召開(kāi)。來(lái)自大陸與臺(tái)灣大專(zhuān)院校、科研院所與廠礦企業(yè)的130多名代表參加了會(huì)議，其中臺(tái)灣代表14人。會(huì)議由廣西大學(xué)和臺(tái)灣科技大學(xué)共同承辦，MTS工業(yè)系統(tǒng)(中囯)有限公司與北京睿拓時(shí)代科技有限公司協(xié)辦。
大會(huì)開(kāi)幕式由廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院張克實(shí)教授主持，MTS材料試驗(yàn)協(xié)作專(zhuān)業(yè)委員會(huì)主任委員、北京科技大學(xué)王建國(guó)教授，與材料科學(xué)學(xué)會(huì)破壞科學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)主任委員、臺(tái)灣工研院材化所翁榮洲教授分別代表主辦單位致辭，廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院副院長(zhǎng)彭林欣教授與臺(tái)灣科技大學(xué)顏怡文教授分別代表承辦單位致歡迎辭，MTS工業(yè)系統(tǒng)(中囯)有限公司唐起五先生致賀詞。會(huì)議安排了5個(gè)大會(huì)特邀報(bào)告，北京科技大學(xué)康永林教授就“汽車(chē)用先進(jìn)高強(qiáng)鋼板的組織、成形性能與破裂”，破壞科學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)彭嘉肇就“破壞科學(xué)35年的回顧”，大連海事大學(xué)孫俊才教授就“燃料電池新能源技術(shù)中涉及的材料與力學(xué)問(wèn)題”，臺(tái)灣工研院材化所董倫道教授就“空中磁力探測(cè)技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展”，以及美國(guó)MTS公司試驗(yàn)技術(shù)專(zhuān)家胡運(yùn)明博士就“Aerospace Materials Testing and NADCAP Accreditation Overview”分別作了報(bào)告。此外，清華大學(xué)施惠基教授，廣西大學(xué)張克實(shí)教授，北京科技大學(xué)張勇、惠西東教授，上海交通大學(xué)余音教授，以及中國(guó)石油大學(xué)（華東）閆相禎教授還分別作了分會(huì)場(chǎng)專(zhuān)題報(bào)告。5個(gè)大會(huì)特邀報(bào)告與6個(gè)專(zhuān)題報(bào)告內(nèi)容精彩紛呈，與會(huì)代表感到收獲很大。
會(huì)議設(shè)立了3個(gè)學(xué)術(shù)交流分會(huì)場(chǎng)：疲勞與斷裂分析；材料制備、模擬與試驗(yàn)；巖土力學(xué)與工程。
展開(kāi) 使用COMSOL5.5建立脆性材料壓縮摩擦剪切破壞的損傷模型 ￥19.89
使用COMSOL5.5建立脆性材料壓縮摩擦剪切破壞的損傷模型，使用非局部本構(gòu)模型，包含源程序和論文（非本人所做，僅收取資料查找費(fèi)）
單軸壓縮實(shí)驗(yàn)
論文截圖
注1：上述所有資料源于本人辛苦收集，這里僅收取部分資料查找費(fèi)，大家按需下載。
注2：上述所有資料均不答疑，購(gòu)買(mǎi)后不退不換。
注3：如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系本人，將立即下架。
NX復(fù)合材料 雙懸臂梁分層破壞
雙懸臂梁分層破壞
(Delamination Analysis of Double Cantilever Beam)
以一個(gè)雙臂梁為例，介紹了NX復(fù)合材料的分層破壞分析。
此教程較為詳細(xì)的介紹了分層破壞建模分析的具體步驟，最后得到相應(yīng)三維顯示圖例及相關(guān)量曲線圖。
模型介紹：
雙懸臂梁分層破壞幾何模型：
粘結(jié)層長(zhǎng)，初始裂紋長(zhǎng)，整個(gè)雙懸臂梁高，寬。雙懸臂梁左側(cè)為固定端，雙懸臂梁右端上下邊在的時(shí)候預(yù)加點(diǎn)載荷（位移）。140mm10mm2.0322 4.064mm?? 25 .5mm1s 1mm
雙懸臂梁分層破壞模擬(分步教程).pdf
清晰操作視頻：百度網(wǎng)盤(pán)：
http://pan.baidu.com/s/1o8D6n1o
展開(kāi) 復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)分析
復(fù)合材料夾層結(jié)構(gòu)分析.ppt
LS-DTYNA 用來(lái)處理結(jié)構(gòu)損傷破壞的方法匯總
LS-DTYNA 用來(lái)處理結(jié)構(gòu)損傷破壞的方法匯總
1、*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE
首先必須把單元間共節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)離散，可以采用ls-prepost或femp實(shí)現(xiàn)。然后在通過(guò)matlab或者其他語(yǔ)言編寫(xiě)小程序，對(duì)位于同一個(gè)位置的節(jié)點(diǎn)建立節(jié)點(diǎn)集，添加*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE關(guān)鍵字。采用此方法來(lái)實(shí)現(xiàn)裂紋模擬的缺點(diǎn)是前處理太麻煩。應(yīng)用實(shí)例可參考白金澤《lsdyna3d基礎(chǔ)理論與實(shí)例分析》。
2、mat_add_eroson
關(guān)于這個(gè)關(guān)鍵字本版內(nèi)有很多討論，可以搜索一下。需要注意的是，在lsdyna 971R4之前的版本中，這個(gè)材料模型所帶的失效模式均只適用于單點(diǎn)積分的二維和三維實(shí)體單元。但是在R4之后的版本中，這個(gè)關(guān)鍵字有了很大的改進(jìn)：
1、去除了單點(diǎn)積分的限制，同時(shí)還支持3維殼單元和厚殼單元中的type1和type2。
2、可以定義初始損傷值，增加了幾種損傷模型，具體可以參考lsdyna 971R5版的關(guān)鍵字。
3、帶有失效的材料模型
有些材料模型本身就帶有失效的，可以定義單元的失效來(lái)模擬裂紋的拓展。如*MAT_PLASTIC_KINEMATIC等。如果某些材料模型不帶失效模式，可以采用方法2，或者通過(guò)自定義材料本構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)裂紋的模擬。
4、帶有失效模型的接觸或者用彈簧單元來(lái)模擬裂紋
這個(gè)方法個(gè)人覺(jué)得有些牽強(qiáng)，但是在有些文獻(xiàn)中也見(jiàn)過(guò)。在定義裂紋前必須已知可能出現(xiàn)裂紋的區(qū)域，通過(guò)帶有失效模式的面對(duì)面的綁定接觸CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE_FAILURE或者用彈簧單元來(lái)模擬裂紋面。
展開(kāi) abaqus幾種材料破壞準(zhǔn)則的設(shè)定
其他大概就是一些模型的基本設(shè)定，我們主要來(lái)看材料的地方，材料地方設(shè)定ductile damadge。當(dāng)材料應(yīng)變率越大的時(shí)候，理論上材料是變硬變脆，應(yīng)變會(huì)變小。所以應(yīng)變率曲線會(huì)往內(nèi)縮。設(shè)定的內(nèi)容就是在這個(gè)下方，我們就要把上面這個(gè)圖表內(nèi)容依照應(yīng)力三軸度跟fracture strain、strain rate依序的把它填在這個(gè)表格里面就可以。
同樣的shear damage也是用同樣的方式把它輸入在這個(gè)shear damage 破壞條件里面，記得要補(bǔ)上材料參數(shù)k s。
設(shè)定完成之后，我們來(lái)看一下分析結(jié)果。
左邊這張圖就是剛剛那個(gè)quasi-static 實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如果我們是只有單純的使用ductile damage 或者shear damage，分析的結(jié)果就會(huì)如右邊的這個(gè)圖一樣。這個(gè)情況是沒(méi)有使用damage evolution，只有crterion，續(xù)所以他的分析結(jié)果我就不會(huì)是這樣這樣子實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，我們必須搭配damage evolution ，我們才可以壓到跟剛剛一樣的這個(gè)結(jié)果。
中間這張圖同樣的實(shí)驗(yàn)，只是我們是用比較快速的方式直接往下壓載。可以發(fā)現(xiàn)這個(gè)鋁材的chamber 會(huì)發(fā)生一些破裂的行為。我們?cè)谶@個(gè)abaqus里面我們同樣是使用了這個(gè)damage evolution ，材料破壞參數(shù)里面還有包含著應(yīng)變率。所以我們同樣的可以模擬出這個(gè)破壞的行為。結(jié)果就會(huì)蠻類(lèi)似的。
接著講一下這個(gè)有發(fā)生破壞的接觸行為。這個(gè)例子就是鋼球那會(huì)穿過(guò)一個(gè)材料。一般來(lái)說(shuō)預(yù)測(cè)的情況使用的通用接觸設(shè)定在這個(gè)板材的外表面。但是我們要做破壞分析的時(shí)候，我們必須設(shè)定一個(gè)surface。那這surface必須改用mesh方式。
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