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關注創建者：葉開-ABAQUS-復合材料力學 創建時間：2021-02-20
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基于能量損傷演化的層合板三點彎模型-3Dhashin
基于能量的損傷演化層合板三點彎模型 采用單向0/90交叉鋪層 使用損傷準則： 3D-HASHIN準則 （參考：https://doi.org/10.3390/app13021155）
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abaqus裂紋擴展與斷裂專題
的疲勞擴展思路 循環載荷施加方式與分析步設置 疲勞裂紋擴展過程與壽命趨勢分析 不同材料斷裂與裂紋問題的建模實例 金屬拉伸斷裂過程模擬（與實驗對照） 脆性材料裂紋擴展與損傷演化 高強度結構鋼損傷演化與斷裂過程 工程與數值建模關鍵注意事項 材料本構模型與參數賦值要點 裂紋位置、加載方式與邊界條件選擇 常見不收斂問題與結果異常的排查思路 配套學習資料與完整工程文件
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三
研究成果
1) 在邊界層轉捩過程中，不同區域擬序結構的演化不同。在上游區域，主要是單個發卡渦的產生和發展，發卡渦之間沒有明顯的相互作用。在下游區域，轉捩過程不是由單個發夾渦模型主導，而是由現有大尺度渦的誘導產生新的小尺度結構，然后相互作用，形成更復雜的大尺度結構。與單一結構的演化相比，多渦之間的相互作用會加速演化，使得演化過程更加復雜。
2) 發夾渦模型能很好地解釋除旁路轉捩外新渦的形成
。但瞬時結構的演變也與局部流場條件有關，如邊界層厚度和速度梯度。而新結構的形成大致可以分為3個階段。在第一階段，結構以非常慢的速度演化，但在第二階段，結構以非常高的速度演化并迅速形成發夾渦。第三階段，進化速度下降，但仍高于第一階段。第一階段和第三階段可以分別視為一種準穩態，第二階段可以視為從第一階段到第三階段的突變過程。
3) 具有相似尺度的多個渦旋之間的相互作用將是破裂的原因之一。因為沒有一個結構可以支配其他結構，原來的結構無法維持，然后分解成復雜的多尺度結構，再次達到新的平衡。
四
團隊介紹
何霖（第一作者）
，國防科技大學空天科學學院副教授，主要從事高速飛行器氣動試驗技術及應用研究，獲國家技術發明二等獎1項，某科技進步一等獎1項，獲評優秀博士學位論文，入選青年科技英才，發表論文50余篇，授權專利25項。
陸小革，國防科技大學空天科學學院助理研究員，主要從事高速飛行器氣動試驗技術及應用研究，獲某科技進步一等獎1項。
展開 摘要:油氣成藏是地層壓力、流體、儲集性及其協同演化作用的結果。東營凹陷成藏動力學過程及油氣藏原始狀態相對完整,基于古近系地層壓力場、流體場、儲集物性現今特征及其演化過程研究,建立了東營凹陷地層壓力-流體-儲集性協同演化模式,明確了其控藏作用。在構造活動、沉積作用的控制下,東營凹陷地層壓力經歷了“升高—降低—升高”的演化過程,成巖流體性質表現為“酸、堿交替”,沉積組構和成巖流體作用控制形成了不同成因類型的有效儲層。在斷陷盆地結構控制下,東營凹陷陡坡帶發育“常壓/弱超壓—堿/酸—中/低孔(少量高孔)”協同演化模式,洼陷帶發育“超壓—酸性—中/低孔”協同演化模式,緩坡帶發育“常壓—弱堿/弱酸—中/高孔”協同演化模式。地層壓力、流體和儲集性的協同演化模式與斷陷盆地結構、油氣藏類型及屬性的有序分布具有良好的成因對應性,控制了不同類型油氣藏的差異富集。陡坡帶深層高充滿度的巖性氣藏、凝析油氣藏和洼陷帶向陡坡帶過渡部位的中—高充滿度油藏是有利的預探方向,緩坡帶油氣運移路徑上的巖性-構造油藏及地層油藏是有利的評價增儲方向。地層壓力、流體和儲集性協同演化及其匹配成藏模式可作為斷陷盆地油氣成藏基本原理的有效補充,是研究油氣藏分布有序性差異富集的基礎和關鍵,對于深化陸相斷陷盆地油氣成藏機理、開展油藏分布規律研究和指導勘探實踐具有重要意義。
關鍵詞: 古近系;地層壓力;流體;儲集性;協同演化;差異成藏;東營凹陷
探索油氣成藏機理、發現更多油氣一直是石油地質學家的追求[1-4]。
展開 雙重介質模型中改進的PM滲透率模型
雙重介質模型中改進的ZHANG的滲透率模型
單軸壓縮情況下各滲透率演化
ZHANG的滲透率模型考慮煤層變形對有效應力、滲透率的影響，而PM模型未考慮煤層變形對滲透壓率影響。鉆孔附近的煤層變形較大，導致鉆孔附近的煤體滲透率比值增大的幅度更大。未考慮基質變形的ZHANG的模型，滲透率演化的趨勢和考慮基質變形的演化趨勢相反，可以看到基質變形對滲透率的影響較大。
考慮基質變時的體應變
未考慮基質變時的體應變
從煤體變形的體應變可以看出，考慮基質變形時的體應變小于未考慮基質變形時的體應變，可能與煤基質收縮有關系。同時，考慮基質變形時在鉆孔附近的y方向的位移大于周圍的位移，這個區域收到煤基質影響范圍更大。
單軸壓縮瓦斯壓力變化
單軸壓縮瓦斯壓力變化顯示，考慮基質收縮時的滲透率瓦斯壓力下降幅度最大，僅考慮裂隙滲流瓦斯壓力下降幅度最小，其與煤層滲透率演化有關系。
但是僅考慮裂隙單孔滲流的瓦斯抽采量在前期確實最大的，其與是否考慮基質中瓦斯擴散有關系。
非單軸壓縮情況下各滲透率演化
非單軸壓縮情況下，ZHANG的模型滲透率影響在煤層左右邊界附近的滲透率和單軸壓縮有所不同，其主要原因在于煤層變形的影響。而在煤層右邊界的兩個ZHANG的邊界條件相同時，滲透率變化也是相同的。PM模型的在不同條件下，其滲透率變化結果是相同的。
左右邊界無約束時的煤體體應變
左邊界受到水平壓應力時的煤體體應變
非單軸壓縮的兩種情況中左邊界煤體的變形明顯不同，導致其滲透率演化趨勢不同。而右邊界煤體變形相同，所以其滲透率演化趨勢也是相同的。從以上幾種情況上看，煤體的滲透率受到煤層變形影響較大。PM模型未考慮煤體變形，則其邊界條件改變時，不會影響滲透率的變化。
展開 了解氣泡在大孔材料表面的演化，包括產生、生長、聚結、破裂和漂浮，是氣泡相關應用的關鍵。然而，由于氣泡的透明性和低對比度，人們對氣泡在固液界面上的演化仍然缺乏認知。此外，現有的研究還不足以揭示氣泡演化過程中的氣液交換，這限制了大孔和介孔材料的發展。
鑒于此，大連理工大學張淑芬教授和伊利諾伊大學香檳分校化學與生物分子工程系的楊宏（Hong Yang）教授合作，以潤濕性控制的形狀記憶3D反蛋白石和2D碗狀光子晶體作為大孔載體，引入活性二氧化錳，通過跟蹤過氧化氫的催化析氧，在一個簡單的系統中便可直觀地分析氣泡的產生、生長、聚結、破裂和漂浮過程。
圖 1. a)大孔材料表面氣泡演化示意圖; b) 壓力誘導圖案化后氣泡演化示意圖。
氣泡的演化伴隨著氣液交換，導致薄膜體系有效折射率的變化，從而引起結構顏色的紅移或藍移。因此，氣泡演化和相應的氣液交換可以通過結構色進一步被揭示。當薄膜浸入30% 過氧化氫溶液中時，由于有效折射率的增加，局部潤濕引起結構色紅移。與此同時，過氧化氫穿過光子晶體與下表面的活性二氧化錳接觸，觸發催化析氧，氧氣穿過大孔在上表面成核并聚集，形成附著氣泡。隨著氧氣泡的富集，氣泡不斷生長。由拉普拉斯壓力觸發的氣液交換使相應的反蛋白石的有效折射率降低，從而導致結構顏色的藍移。氣泡破裂或漂浮后，液體再滲透到相應的大孔中，由于有效折射率的增加而再次導致結構色紅移。
展開 <p>關于abaqus里cohesive單元損傷演化階段，我們可設定關于位移的線性、指數、自定義表格演化以及關于能量的線性、指數演化，其中線性與指數演化關系明確，abaqus幫助文檔中也有說明，但關于損傷D-位移E表格演化并沒有相應的幫助文檔，有時我們需要根據實驗數據確定這段演化關系，下面我將和大家分享如何確定損傷D與位移E的關系。</p><p><br></p><p><br></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/202503/attachment/fe893c991a46473683e10503eeeae1ce.png" style="display: inline-block;">
<img src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/fe893c991a46473683e10503eeeae1ce.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/fe893c991a46473683e10503eeeae1ce.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202503/attachment/fe893c991a46473683e10503eeeae1ce.png?
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img.jishulink.com/202605/imgs/ae33b82b48ba4d28b92c3cbb98882507" width="199"></p><p class="ql-align-center"><strong>朱東哲 | Ansys高級應用工程師</strong></p><p><strong>主題簡介：</strong>具身智能（Embodied AI）是人工智能技術發展的進階方向，更是其技術演化的必然終點
以及形貌的演化特征：
軋制的局部應力狀態：
作者的模擬結果表明：ARB 過程中，上一道次的表面（剪切區）在疊軋后進入下一道次的中心，導致織構在厚度方向上不斷重新分布和細化。同時“兩級并行”比單一并行模式在處理這類復雜多晶模型時具有壓倒性的時間優勢。
該研究提出了一套嚴謹的彈性-黏塑性（EVP-FFT）公式，能夠同時處理晶體的彈性各向異性與非線性滑移演化，為預測多晶材料在復雜載荷下的局部力學響應奠定了理論基礎。
Lebensohn 等人的文章重點解決了以下幾個力學與數值上的關鍵問題：
增廣拉格朗日迭代 (Augmented Lagrangian)
針對 EVP 本構中極強的非線性，文章引入了增廣拉格朗日迭代程序。
第二，溫度對織構演化的影響并不顯著，因此在未發生明顯動態回復或再結晶之前，室溫織構演化規律可近似用于高溫模擬。第三，熱軟化函數中指數參數取 4 時，能夠較好描述 AA5754 的溫度軟化行為。第四，溫度相關彈性常數雖然在大塑性應變階段影響有限，但會明顯影響彈性加載、初始屈服和回彈相關問題。
但實際金屬材料并不是“均勻黑箱”：晶粒取向、滑移系激活、織構演化都會影響局部塑性變形，尤其在薄壁管壓潰這類大變形、強局部化問題中，微觀結構可能對吸能行為產生重要影響。
它負責求解每個晶粒、每個單元中的應力、應變、滑移量和位錯密度演化。第二層是介觀尺度模擬，用來處理普通 CP-FEM 很難直接描述的部分：位錯在晶粒內部的重新分布、由位錯堆積產生的背應力，以及位錯穿過晶界時受到的阻礙。
這篇文章里，最值得關注的是它對晶界的處理。作者使用滑移傳遞準則來判斷一個滑移系上的位錯是否容易穿過晶界進入相鄰晶粒。
第二，尺寸效應不是附加修正項，而是決定局部應力、損傷演化和裂紋萌生位置的重要因素。第三，從建模角度看，將剪切損傷模型與應變梯度塑性耦合，是理解微尺度金屬斷裂行為的一條很有前景的路線。對于后續開展超薄板塑性成形、切邊質量控制以及微尺度損傷本構建模，這篇文章都提供了很有價值的思路.
作者關注的問題非常明確：為什么這種 HCP 結構材料在不同加載方向下，會表現出強烈的不對稱性、明顯的織構演化，以及非常突出的孿晶效應？換句話說，這篇文章不是簡單去擬合一條應力—應變曲線，而是試圖回答：鎂合金在室溫下究竟是靠哪些機制在變形，這些機制又如何共同決定宏觀響應。
這篇工作的建模核心思想：
第一，它非常強調孿晶不是附屬機制，而是主導機制之一。
▲ 圖8 在25°C下不同體積分數納米流體的粘度與剪切速率的關系：（a）氧化銅與（b）氧化鋁
圖8揭示了流體表觀粘度的演化規律。在高剪切率階段，所有流體的粘度均迅速收斂至穩定平臺值。CuO流體展現出的最大粘度增幅（純液與0.15%對比）僅為5.34%。這一"粘度懲罰"相較于高達20%~25%的導熱增幅，在熱管理系統功耗核算中幾乎可以忽略不計。
3.4 TREF × SSA 深度聯用：分子內異質性與晶片演化分析
為進一步分析晶體的空間分布，國高材分析測試中心將TREF分離出的各窄分布級分，再次進行SSA熱退火分析。
▲ 圖11：TREF級分的SSA熱分級。
