abaqus線單元斷裂
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus線單元斷裂的實(shí)例教程
Cohesive單元可以模擬三種基本斷裂形式：I型張開裂縫、II型滑移裂縫、III型撕開裂縫。其中后兩種破壞形式的驅(qū)動(dòng)力為剪切力，所以可以稱為剪切破壞。
ABAQUS中其實(shí)已經(jīng)提供了識(shí)別這兩種（拉伸和剪切）破壞形式的場(chǎng)輸出：MMIXDME、MMIXDMI。下面從定義、使用、結(jié)果演示等幾個(gè)方面進(jìn)行介紹。
定義
幫助文檔中，二者定義如下：
MMIXDME，為損傷演化過程中混合斷裂模式的比例，定義為1-m1，位于單元積分點(diǎn)位置，單元未破壞時(shí)，其數(shù)值默認(rèn)為-1；
MMIXDMI，為初始損傷時(shí)混合斷裂模式的比例，同樣定義為1-m1，位于單元積分點(diǎn)位置，單元未破壞時(shí)，其數(shù)值默認(rèn)為-1；
后面看下m1的定義：
m1為Gn（一型張開斷裂能）與GT（三型斷裂能之和）的比值：
當(dāng)m1為1，表示完全的拉伸破壞時(shí)，對(duì)應(yīng)的MMIXDME和MMIXDMI數(shù)值為0；
當(dāng)m1為0，表示完全的剪切破壞時(shí)，對(duì)應(yīng)的MMIXDME和MMIXDMI數(shù)值為1；
通過這兩個(gè)參量，我們就可以判斷cohesive單元以哪種形式破壞為主。
使用方法
目前不支持GUI界面定義，Step模塊的場(chǎng)輸出無法找到MMIXDMI和MMIXDME。
展開 1、根據(jù)論文《Three-dimensional modeling of fracture in quasi-brittle materials using plasticity and cohesive finite elements》DOI:https://doi.org/10.1007/s10704-021-00514-1 編寫的cohesive單元本構(gòu)
2、適用于三維模型
3、包含umat以及vumat
4、umat適用范圍小，多個(gè)cohesive單元一般采用vumat進(jìn)行計(jì)算
5、軟化曲線為Hordijk和bilinear
展開 螺栓的模擬在Abaqus也有幾種不同的處理方式。
（1）建立三維實(shí)體的螺栓模型，包括螺紋結(jié)構(gòu)；
（2）建立三維實(shí)體的螺栓模型，忽略螺紋結(jié)構(gòu)；
（3）建立三維實(shí)體的螺栓模型，由Abaqus自帶的螺紋接觸定義方式設(shè)置螺紋接觸；
（4）利用梁單元或者桿單元模擬螺栓。
本次以梁單元模擬螺栓為例，簡(jiǎn)單闡述其應(yīng)用。利用梁單元模擬螺栓與實(shí)體螺栓相比優(yōu)勢(shì)比較明顯，模型簡(jiǎn)單、接觸定義簡(jiǎn)單、收斂容易，同時(shí)梁單元也能有效反應(yīng)螺栓的受力情況，在很多情況下比較適用。
螺栓的模擬通常需要考慮預(yù)緊力的作用，利用CAE方法模擬螺栓預(yù)緊力的過程主要由三個(gè)載荷步完成，下面的例子會(huì)涉及。
建立如下所示的模型，三個(gè)部件，兩塊板和一根梁，其中梁是一個(gè)3D wire，建立一條線即可。
圖1
材料屬性定義的時(shí)候，梁單元需要指定梁截面，如下圖所示。
圖2
梁的截面形狀可以根據(jù)需要指定，本次為圓形截面，半徑為10，如下圖所示。
圖3
同時(shí)，梁單元還需要指定方向，通過菜單欄Assign-Beam Section Orientation，給出其中的n1向量，這里注意，梁的軸向是由向量t表示的，n1和n2兩個(gè)向量決定梁截面，其中t向量和n1、n2兩個(gè)向量決定的平面垂直。
本次定義n1向量為0,0,-1，最終梁的方向定義完成如下所示。
圖4
之后利用Interaction模塊下面的Constraint將梁與相關(guān)位置建立MPC連接，如下所示。
圖5
梁單元的兩端節(jié)點(diǎn)分別與螺栓螺帽位置處的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行MPC連接，連接形式可以由多種，這里選擇Beam連接。
定義多個(gè)載荷步，其中前三個(gè)載荷步用于施加螺栓預(yù)緊力。
展開 完整的代碼并且有說明，尤其適合模擬納米材料斷裂（調(diào)整判據(jù)，不斷裂也行）的行為。根據(jù)自身需要，修改相應(yīng)的參數(shù)即可。
NBLOCK,NDIR+NSHR),
4 DEFGRADOLD(NBLOCK,NDIR+NSHR+NSHR),
5 FIELDOLD(NBLOCK,NFIELDV), STRESSOLD(NBLOCK,NDIR+NSHR),
6 STATEOLD(NBLOCK,NSTATEV), ENERINTERNOLD(NBLOCK),
7 ENERINELASOLD(NBLOCK), TEMPNEW(NBLOCK),
8 STRETCHNEW(NBLOCK,NDIR+NSHR),
9 DEFGRADNEW(NBLOCK,NDIR+NSHR+NSHR),
1 FIELDNEW(NBLOCK,NFIELDV),
2 STRESSNEW(NBLOCK,NDIR+NSHR), STATENEW(NBLOCK,NSTATEV),
3 ENERINTERNNEW(NBLOCK), ENERINELASNEW(NBLOCK)
C
CHARACTER*80 CMNAME
DIMENSION INTV(2)
PARAMETER ( ZERO = 0.D0, ONE = 1.D0, TWO = 2.D0, THREE = 3.D0,
* THIRD = ONE / THREE, HALF = 0.5D0, TWOTHDS = TWO / THREE,
* OP5 = 1.5D0 )
C
C THE STATE VARIABLES ARE STORED AS:
C STATE(*,1) = ELEMENT DELETE
*
*
open(100,file='E:\Temp_ABAQUS
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1、根據(jù)論文《Three-dimensional modeling of fracture in quasi-brittle materials using plasticity and cohesive finite elements》DOI:https://doi.org/10.1007/s10704-021-00514-1 編寫的cohesive單元本構(gòu)
2、適用于三維模型
3、
1. 問題引出
我們知道，ABAQUS中經(jīng)常用于模擬裂紋擴(kuò)展或斷裂行為的是Cohesive單元，Cohesive單元可理解為一種準(zhǔn)二維單內(nèi)聚單元，可以將它看作被一個(gè)厚度隔開的兩個(gè)面，這兩個(gè)面分別和其他實(shí)體單元連接。這種單元在很多行業(yè)中的結(jié)構(gòu)關(guān)于損傷仿真研究方面經(jīng)常用到。為此，本文通過建立金屬板的膠合模型，用cohesive單元模擬結(jié)構(gòu)的損傷演化。
2. 模型說明
兩塊金屬板用膠結(jié)合在一起
來源：仿真學(xué)習(xí)與應(yīng)用
螺栓連接是結(jié)構(gòu)連接的一種主要方式，在CAE分析中經(jīng)常遇到，針對(duì)不同的情況，通常我們會(huì)采取不同的方法來處理。螺栓的模擬在Abaqus也有幾種不同的處理方式。
（1）建立三維實(shí)體的螺栓模型，包括螺紋結(jié)構(gòu)；
（2）建立三維實(shí)體的螺栓模型，忽略螺紋結(jié)構(gòu)；
（3）建立三維實(shí)體的螺栓模型，由Abaqus自帶的螺紋接觸定義方式設(shè)置螺紋接觸；
（4）利用梁?jiǎn)卧蛘邨U單元模擬螺栓
* TEMPNEW, STRETCHNEW, DEFGRADNEW, FIELDNEW,
C WRITE ONLY -
* STRESSNEW, STATENEW, ENERINTERNNEW, ENERINELASNEW )
C
INCLUDE 'VABA_PARAM.INC'
C
DIMENSION COORDMP
盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)的巖石破碎模擬(含單元?jiǎng)h除技術(shù))
采用顯示動(dòng)力學(xué):
盾構(gòu)機(jī)刀盤模擬為剛體，在轉(zhuǎn)動(dòng)掘進(jìn)的過程中破碎巖石。在巖石達(dá)到破碎應(yīng)力后，采用單元?jiǎng)h除技術(shù)刪除掉已破碎的巖石單元。
模型概況：
模型的建立及邊界條件的設(shè)置
模型的網(wǎng)格劃分
模擬的結(jié)果：
掘進(jìn)時(shí)的動(dòng)態(tài)效果
完整的代碼并且有說明，尤其適合模擬納米材料斷裂（調(diào)整判據(jù)，不斷裂也行）的行為。根據(jù)自身需要，修改相應(yīng)的參數(shù)即可。
Cohesive單元可以模擬三種基本斷裂形式：I型張開裂縫、II型滑移裂縫、III型撕開裂縫。其中后兩種破壞形式的驅(qū)動(dòng)力為剪切力，所以可以稱為剪切破壞。
ABAQUS中其實(shí)已經(jīng)提供了識(shí)別這兩種（拉伸和剪切）破壞形式的場(chǎng)輸出：MMIXDME、MMIXDMI。下面從定義、使用、結(jié)果演示等幾個(gè)方面進(jìn)行介紹。
定義
