abaqus 定義裂紋
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus 定義裂紋的視頻教程
ABAQUS通過混凝土cdp材料定義失效產(chǎn)生裂紋(三點(diǎn)受彎梁為例）
視頻免費(fèi)看，下載模型才需要收費(fèi)，之前買過我失效課模型的同學(xué)可以聯(lián)系我拿這個模型，模型都一樣，建議看看課程
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ABAQUS-壓彎裂紋擴(kuò)展模擬（XFEM-無預(yù)置裂紋）
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了無預(yù)制裂紋樣件在壓頭壓力在載荷下發(fā)生開裂及裂紋擴(kuò)展的過程。樣件材料定義了彈性，塑性參數(shù)，Maxpe Damage損傷初始化參數(shù)及損傷演化參數(shù)，為助于收斂定義了損傷穩(wěn)定化參數(shù)。通過定義XFEM裂紋，壓頭在位移作用下，將試件壓彎，到一定程度產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展。輸出了裂紋面應(yīng)力應(yīng)變情況，XFEM裂紋狀態(tài)變量。
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ABAQUS帶初始裂紋的節(jié)點(diǎn)低周疲勞裂紋擴(kuò)展
若有討論，請私信；若有錯誤，請指教，并見諒，謝謝； 主要講解了ABAQUS中xfem帶預(yù)制裂紋的梁柱節(jié)點(diǎn)在低周（1000次）往復(fù)位移（1mm）載荷下產(chǎn)生的疲勞裂紋擴(kuò)展； 講解了部分參數(shù)意義以及paris理論在abaqus中部分參數(shù)的獲取（c3,c4）的兩種計(jì)算方法 講解了部分參數(shù)的意義及影響 本視頻主要講解建模及模型調(diào)試建議，若有錯誤，請大家多多指教，謝謝
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abaqus 定義裂紋的實(shí)例教程
需要注意的是，在ABAQUS中當(dāng)采用圍線積分（contour integral）來計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí)，在圍線積分的區(qū)域只能為四邊形或六面體單元，雖然裂紋尖端的網(wǎng)格為三角形單元，但其實(shí)際上是退化的四邊形單元（degenerated quad），后面將會介紹如何劃分裂尖網(wǎng)格。
為了在ABAQUS中定義裂紋，首先需要指定裂紋面（crack front）以及裂紋尖端（crack tip），對于通過ABAQUS創(chuàng)建的二維部件實(shí)例，裂紋前沿可以指定為幾何點(diǎn)，幾何邊線以及幾何面，裂紋尖端可以指定為幾何點(diǎn)，而對于外部導(dǎo)入的二維網(wǎng)格（orphan mesh），裂紋前沿可以指定為節(jié)點(diǎn)，單元邊和單元面，裂紋尖端尖端可以指定為節(jié)點(diǎn)。除此之外還需要指定裂紋面的法向矢量方向或者裂紋擴(kuò)展的方向，在ABAQUS中裂紋擴(kuò)展的方向也被稱為q向量，該向量將用于圍線積分的計(jì)算。裂紋的定義如圖3所示。
圖3 ABAQUS裂紋定義界面
為了在裂尖單元中引入奇異性，需要對單元節(jié)點(diǎn)進(jìn)行特殊的處理。如圖4所示，對于8節(jié)點(diǎn)的四邊形單元（二階單元，具有中間節(jié)點(diǎn)），首先ABAQUS會將四邊形單元的其中一條邊壓縮，假設(shè)該單元邊由節(jié)點(diǎn)a, b和c構(gòu)成，壓縮之后節(jié)點(diǎn)a, b和c將合并共同構(gòu)成裂紋尖端，隨后與裂紋尖端相連的兩條單元邊上的中間節(jié)點(diǎn)將會被移動到距離裂紋尖端1/4處的位置。
展開 通過abaqus建模，franc3d定義裂紋及擴(kuò)展，可以模擬孔邊角裂紋的擴(kuò)展。
圖一左側(cè)顯示了角裂紋的擴(kuò)展路徑，從角裂紋逐漸擴(kuò)展為穿透裂紋，右側(cè)顯示的是裂紋擴(kuò)展過程中應(yīng)力強(qiáng)度因子的變化。圖2則是ABAQUS中的odb文件顯示結(jié)果，能夠清晰觀察到角裂紋的擴(kuò)展過程。
之前算過一個關(guān)于裂紋擴(kuò)展的問題，當(dāng)時(shí)創(chuàng)建裂紋選擇的是contour intergral，后來又有人咨詢我裂紋尖端J積分的計(jì)算問題。我才恍然大悟，其實(shí)圍道積分方法還是適用于計(jì)算裂紋尖端在某時(shí)刻的J積分，至于動態(tài)擴(kuò)展問題，還是交給XFEM吧（雖然也不太好）。
計(jì)算了幾種情況下的裂紋尖端J積分，包括直裂紋、斜裂紋以及裂紋尖端傾斜等三種情況。
部分試件的應(yīng)力分布及J積分結(jié)果如圖所示：
前幾天有人問我ABAQUS做焊點(diǎn)分析，我一看他給我的一片文獻(xiàn)，其實(shí)是用ABAQUS做裂紋擴(kuò)展分析。之前也沒接觸過裂紋分析，于是照貓畫虎做了個算例，但是裂紋沒有擴(kuò)展。
ABAQUS做裂紋有三種方法：contour integral，擴(kuò)展有限元及VCCT法，這里用了contour integral法。
如圖所示，V形楔形處有一個預(yù)制裂紋，是采用Interaction模塊的assign seam設(shè)定的，裂紋的擴(kuò)展面及方向是通過crack來設(shè)定的，類型為contour integral。材料模型定義了塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，彈性參數(shù)、GTN參數(shù)、脆性失效參數(shù)等。模型上的兩個孔，一個固支、一個勻速拉。預(yù)期當(dāng)裂紋尖端的單元變形達(dá)到某一個值時(shí)將刪除單元。
您看見了就給個意見唄。
步驟：
建立模型，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膒artition
定義材料：分別定義了elastic彈性參數(shù)、plastic真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、GTN模型參數(shù)、脆性失效參數(shù)（包括一個叫演化參數(shù)）。
定義預(yù)制裂紋、定義裂紋擴(kuò)展面、方向，定義失效單元的generation。
邊界條件，提交job，查看結(jié)果。
結(jié)果：預(yù)期模型在塑性變形不是很大時(shí)就會產(chǎn)生裂紋擴(kuò)展，但是模型產(chǎn)生了很大塑性變形后仍然沒有發(fā)生失效。
Mises應(yīng)力場：
x方向正應(yīng)力場
x方向真實(shí)應(yīng)變場
x方向塑性應(yīng)變場
裂紋尖端應(yīng)變的結(jié)果還是挺漂亮的，雖然正確性有待考證，如果裂紋出來了就完美了，可惜裂紋沒出來。
展開 <p>對于擁有復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料薄板，通常需要定義一個變化的材料主方向，下面介紹在Lspp中如何定義。</p><ul><li>對于任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的平面，劃分網(wǎng)格后，每個網(wǎng)格的方向是根據(jù)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)得到的，總體上呈現(xiàn)隨機(jī)性。</li></ul><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png" style="text-align: center" data-regular="true">
<img src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png?image_process=/format,webp" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202410/attachment/1c788f57a7554bab9067a3554e8759b0.png?
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在有限元模擬中，重復(fù)移動載荷（Repeated moving pressure）是結(jié)構(gòu)受力分析中用于等效模擬接觸載荷的一個重要手段，尤其在輪軌接觸、滾珠接觸、焊接熱源移動等問題研究中極為常見。本文主要介紹ABAQUS中橢圓形移動載荷定義、法向和切向載荷模擬、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)建議與注意事項(xiàng)。
1、橢圓形移動載荷定義
移動載荷指的是隨時(shí)間或空間位置變化而不斷變化施加位置的載荷
<p class="ql-align-justify">寫文章出圖過程中，有時(shí)候需要過程圖，但是過程圖中不同時(shí)刻應(yīng)力云圖的標(biāo)尺不一定是自己想要的。比如標(biāo)尺上限值、下限值等，所以在Abaqus后處理中如何實(shí)現(xiàn)呢？過程很簡單，界面的功能解釋的都非常詳細(xì)，具體如下：</p><p class="ql-align-justify"><br></p><p class="ql-align-justify">原創(chuàng)聲明
<p>對于擁有復(fù)雜曲面結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料薄板，通常需要定義一個變化的材料主方向，下面介紹在Lspp中如何定義。</p><ul><li>對于任意復(fù)雜結(jié)構(gòu)的平面，劃分網(wǎng)格后，每個網(wǎng)格的方向是根據(jù)節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)得到的，總體上呈現(xiàn)隨機(jī)性。</li></ul><div contenteditable="false" width="100%">
<figure class="figure-image" data-img
將隱式分析的最后一步應(yīng)力作為預(yù)應(yīng)力場，導(dǎo)入到顯示分析。開始使用initial stress，但是發(fā)現(xiàn)這個方法導(dǎo)入的應(yīng)力場，米塞斯應(yīng)力分布沒啥問題，但是三個主方向上的應(yīng)力突然變大了十倍左右（隱式和顯示的模型網(wǎng)格編號都檢查了，沒發(fā)現(xiàn)什么問題）。后面換成initial state（state=yes, update=yes），應(yīng)力沒啥問題了，但是使用initial state，無法定義surface，導(dǎo)致復(fù)合材料層合板每層之間使用不了
在交流群中，有人多次問到這個問題，所以直接把方法貼在了下面，希望大家可以輕松解決
Abaqus 給出的錯誤提示：
The following XFEM cracks are failing to correctly generate. The error conditions are listed with the crack names:
Crack-1 - Crack domain
<p><strong>概述</strong>：帖子講述了一種新思路用于實(shí)現(xiàn)ABAQUS自定義單元，該方法不需要在INP文件中采用“USER ELEMENT”等關(guān)鍵字定義單元，更重要的是，也<strong>不需要在UEL接口中進(jìn)行繁瑣的FORTRAN編程</strong>，只需要在INP文件中直接導(dǎo)入相應(yīng)的矩陣即可。目前這種自定義單元適用的計(jì)算有：static, frequency extraction
概述：開發(fā)了適用于靜力通用、頻率分析和動力隱式（固定增量步長和自適應(yīng)增量步長均可）的三維八節(jié)點(diǎn)線性UEL，即ABAQUS自帶的C3D8單元，該UEL考慮了B-BAR修正，避免體積鎖死。采用編寫的UEL，分別設(shè)置了靜力通用分析步、頻率分析和動力隱式分析步，將計(jì)算結(jié)果與ABAQUS對比，位移、速度和加速度與ABAQUS均保持一致，說明該UEL復(fù)現(xiàn)了一小部分C3D8單元的計(jì)算功能。
滾子軸承在轉(zhuǎn)動過程中會在滾動體與保持架之間產(chǎn)生較大的沖擊載荷，導(dǎo)致應(yīng)力集中分布在保持架橫梁的彎折位置，誘發(fā)保持架裂紋的萌生與擴(kuò)展，影響軸承性能與壽命。針對這一問題，本案例建立了3D保持架橫梁有限元模型，仿真分析了保持架橫梁在連續(xù)沖擊載荷作用下的裂紋萌生與擴(kuò)展過程，結(jié)果顯示，保持架末端裂紋呈近似45?擴(kuò)展，結(jié)果為滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有益指導(dǎo)。
