abaqus 縫單元
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
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ABAQUS水力壓裂模擬專題-Cohesive單元和XFEM方法與技巧精講
? ? 由于畢業(yè)于石油大學(xué)，較早就接觸了水力壓裂/劈裂仿真，這些年也一直關(guān)注ABAQUS在這方面的發(fā)展，還是挺振奮的，從6.14版本推出考慮滲流的擴(kuò)展有限元，到2016推出考慮交叉裂縫模擬的Cohesive單元和快速嵌入工具，都極大推動(dòng)了ABAQUS在水力壓裂仿真方面的應(yīng)用。
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ABAQUS材料斷裂與失效系列 之 基于Cohesive方法的斷裂仿真
【撞擊破壞模擬（全局嵌入零厚度Cohesive單元）】 這是一個(gè)比較酷炫的例子，相信讓很多人對(duì)Cohesive能實(shí)現(xiàn)的效果有了一個(gè)更好的認(rèn)識(shí)，也可能激發(fā)出你的仿真思路。案例講述的是壓頭撞擊厚板造成的復(fù)雜縫網(wǎng)生成過程，并可以對(duì)比不同入射速度條件下，縫網(wǎng)的形態(tài)。
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基于ABAQUS的SBFEM及在混凝土壩非線性動(dòng)力響應(yīng)分析中的應(yīng)用
（2）發(fā)展一種耦合方法將SBFEM 與 ABAQUS 自帶的單元庫(kù)和非線性模型結(jié)合；該方法兼具比例邊界有限元高精度求解優(yōu)勢(shì)和ABAQUS強(qiáng)大的非線性求解能力優(yōu)勢(shì)，解決ABAQUS用戶自定義單元無法可視化問題。
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例如，對(duì)于接觸問題，要正確定義接觸面的主面和從面，避免主面定義不合理的情況，如法向方向不正確、有接縫或裂縫、網(wǎng)格離散化程度差等問題。
ABAQUS的旋壓成型有限元仿真—旋壓
https://www.yqgqt.org.cn/video/c10991
六折
HyperMesh裝配體網(wǎng)格導(dǎo)入ABAQUS中及rbe2/3單元在ABAQUS中建立
https://www.yqgqt.org.cn/video/c11108
六折
采用ABAQUS,根據(jù)壩體典型剖面建立數(shù)值計(jì)算模型。其中順河流方向設(shè)為x軸，高度方向?yàn)閦軸。覆蓋層以巖土體采用Duncan-Chang本構(gòu)模型。混凝土材料采用均值線彈性模型，混凝土彈性模量為1GPa, 泊松比為0.20。此外，防滲墻與覆蓋層增加Goodman接觸面單元，接觸面單元參數(shù)取值為K1=2500,n=0.667,Rf=0.76,α=38°。其他材料的力學(xué)參數(shù)見表1。
2.2.2 單元選取
試件在有限元模擬過程中，混凝土采用三維實(shí)體單元C3D8R進(jìn)行模擬，這種單元類型能夠適應(yīng)較大的網(wǎng)格扭曲，即大應(yīng)變分析問題；由于空心球支座、調(diào)節(jié)墊板，以及連接螺栓形狀的不規(guī)則性，為了建模及網(wǎng)格劃分的便捷，采用C3D10進(jìn)行模擬；節(jié)點(diǎn)模型中，由于只考慮縱筋、箍筋承受的拉壓作用，不考慮彎矩的作用，故采用三維線性單元T3D2進(jìn)行模擬[5,6]。
在Abaqus中，Cohesive單元模擬的裂縫路徑可以通過顯示特征邊的方式進(jìn)行展示，但這種方法有幾個(gè)方面的缺點(diǎn)：
1. 雖然可以疊加顯示出裂縫周邊實(shí)體單元的應(yīng)力、孔壓等場(chǎng)量輸出，但在表現(xiàn)裂縫自身場(chǎng)量結(jié)果時(shí)沒有線圖直觀，如下例中顯示縫寬的效果對(duì)比；
2. 很難像線圖那樣凸顯天然裂縫或顆粒邊界以及其它特殊位置的Cohesive單元；
3.
以砌體為例，材料坐標(biāo)是指由平行于砂漿接縫（1軸）和垂直于砂漿接縫（2軸）所形成的坐標(biāo)系統(tǒng)。整體坐標(biāo)系統(tǒng)指的是在結(jié)構(gòu)體系下，平行于水平面（x軸）與垂直于水平面（y軸）所形成的坐標(biāo)系統(tǒng)。
“僅事件到事件”的方法適用于框架鉸、分層殼、具有多段線性塑性/縫/鉤/摩擦擺/三擺行為的連接單元。注意，對(duì)于使用damper（粘滯阻尼器）單元、Wen塑性單元和橡膠隔振器等連接單元的結(jié)構(gòu)，以及帶有索等需考慮大位移的結(jié)構(gòu)不應(yīng)使用“僅事件到事件”方法。
圖10 事件到事件的求解策略
迭代+事件到事件（Iterative Event-to-Event）。
本文建立了以殼單元為基礎(chǔ)的機(jī)翼簡(jiǎn)化分析模型，通過施加典型均布載荷工況校核機(jī)翼的強(qiáng)度和剛度，并分別通過abaqus和iSolver兩種軟件進(jìn)行結(jié)果合理性驗(yàn)證。
3. 建模
根據(jù)常見機(jī)翼構(gòu)型設(shè)計(jì)，本文選用殼單元進(jìn)行結(jié)構(gòu)建模，機(jī)翼剖面圖及有限元模型如下圖所示：
為保證模型的求解精度和求解效率，單元類型選用殼單元S4R，模型共劃分為5157個(gè)節(jié)點(diǎn)和5156個(gè)單元。
圖6 漿錨連接節(jié)點(diǎn)Abaqus模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)標(biāo)
3.漿錨連接裝配式剪力墻Abaqus滯回性能分析結(jié)果
3.1滯回曲線與骨架曲線對(duì)比
加載初期試件處于彈性受力狀態(tài)，加載與卸載位移曲線基本重合，荷載加載到195kN拼縫處部分混凝土出現(xiàn)損傷，逐漸形成水平貫通；當(dāng)荷載達(dá)到348kN時(shí)，邊緣構(gòu)件拼縫處豎直分布鋼筋屈服，試件進(jìn)入屈服階段，如圖7。
至于如何實(shí)現(xiàn)材料非均質(zhì)性的描述，本文中使用的是Weibull分布，對(duì)模型中的Cohesive單元進(jìn)行隨機(jī)賦值，如何實(shí)現(xiàn)材料的隨機(jī)賦值參照b站大佬哦，大佬的腳本講解細(xì)致，可以自己學(xué)會(huì)的，不愛學(xué)的可以花點(diǎn)銀子打賞一下我，哈哈哈哈
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最終的模擬結(jié)果如下，效果還是不錯(cuò)的，想要模擬復(fù)雜縫網(wǎng)，考慮材料的非均質(zhì)性必不可少
