abaqus 斷裂準(zhǔn)則
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus 斷裂準(zhǔn)則的視頻教程
Abaqus三點(diǎn)彎曲直到斷裂（里面的斷裂準(zhǔn)則可以用于做單向拉伸直到斷裂的模擬）
三點(diǎn)彎曲到斷裂附帶CAE文件。 如果你的版本比較低，可以加我Q1806998297，我可以發(fā)inp文件給您。 里面的斷裂準(zhǔn)則可以用于做單向拉伸直到斷裂的模擬。 為中華崛起而苦讀
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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
【案例：晶體拉伸斷裂仿真】 本例采用ABAQUS/Standard隱式計算方法，模型為平面二維多邊形，Voronoi控制點(diǎn)的分布是非均勻的，兩邊密，中間稀疏，類似于金屬材料經(jīng)過表面處理后的晶粒細(xì)化，這種模型需要人為指定晶體控制點(diǎn)位置才能實現(xiàn)；此外，模型中的實體單元采用彈塑性材料的，因此是一種基于Cohesive方法的彈塑性斷裂分析的案例
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abaqus 斷裂準(zhǔn)則的實例教程
對于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的模擬，在ABAQUS中，集成了二維Hashin失效準(zhǔn)則與多種損傷演化準(zhǔn)則，但缺少三維的復(fù)合材料本構(gòu)模型。
參考已有的3Dhashin失效準(zhǔn)則編寫復(fù)合材料脆性斷裂子程序。
首先介紹該子程序的使用方法
1.在ABAQUS中建立三維復(fù)合材料模型，這里建立一個簡單的方塊。1,2方向分別表示絲束的方向，3方向表示垂直于1，2的方向，也就是面外方向。
2.建立材料屬性（圖片中材料參數(shù)為假設(shè)值）
表1 16個參數(shù)對應(yīng)含義
1
2
3
4
5
6
7
8
E11
E22
E33
G12
G13
G23
U12
U13
9
10
11
12
13
14
15
16
U23
1方向拉伸強(qiáng)度
1方向壓縮強(qiáng)度
2方向拉伸強(qiáng)度
2方向壓縮強(qiáng)度
12方向剪切強(qiáng)度
13方向剪切強(qiáng)度
23方向剪切強(qiáng)度
3.建立顯示Explicit計算時間步，在場變量中勾選輸出 SDV和 STATUS.
4.劃分網(wǎng)格，賦給Explicit 3D stress單元類型，邊界條件根據(jù)需要設(shè)定即可。此處劃分為一個單元，單向加載。建立Job，提交模型前在Job中選擇該子程序，進(jìn)行計算。
5.查看結(jié)果，滿足失效準(zhǔn)則后無承載，單元被刪除。
子程序輸出的state1-6為儲存的應(yīng)變（順序為11 22 33 12 23 13），state7為單元刪除變量，state8-11為Hashin失效判斷系數(shù)（0~1）。
接下來簡要介紹該子程序的相關(guān)理論
彈性階段總應(yīng)力與總彈性應(yīng)變之間的關(guān)系為
式中，σ是柯西應(yīng)力，S0是柔度矩陣，ε是彈性應(yīng)變。
展開 采用表格法，使得Lode角相關(guān)斷裂準(zhǔn)則在abaqus中的應(yīng)用。
Abaqus中韌性金屬失效分析需要定義c點(diǎn)的損傷初始化準(zhǔn)則，以及cd段的損傷演化（損傷后材料剛度退化路徑）。材料軟化后可持續(xù)承載，直到達(dá)到d點(diǎn)，材料失效，失去承載能力。
圖1-韌性金屬的全載荷區(qū)間應(yīng)力-應(yīng)變曲線
圖2-韌性金屬的損傷準(zhǔn)則
ABAQUS為韌性金屬提供不同的損傷初始化準(zhǔn)則，大致分為兩種類型：
金屬裂紋的損傷初始化準(zhǔn)則，包括韌性準(zhǔn)則（ductile damage、Johnson-Cook damage）和剪切準(zhǔn)則（shear damage）。也就是圖2中紅框內(nèi)的三個準(zhǔn)則，它們都屬于金屬承載后產(chǎn)生裂紋的準(zhǔn)則。
金屬板的徑縮不穩(wěn)定損傷初始化準(zhǔn)則，包括幾種成形極限圖，用于評估鈑金件的可成形性。也就是紅框外的幾個準(zhǔn)則，不在本文討論范圍。
圖3-漸進(jìn)損傷失效分類【摘自Abaqus材料本構(gòu)模型導(dǎo)圖，完整版鏈接】
····································常見問題解答····································
······Q1: 韌性準(zhǔn)則和剪切準(zhǔn)則有何不同？
······A1: 韌性金屬開裂有兩種主要機(jī)理，基于唯象觀察，仿真模擬這兩種機(jī)理時用到不同的損傷起始準(zhǔn)則（hooputra2004）：
機(jī)理1，由于內(nèi)部（微裂紋）的成核、生長和孔隙的聚集產(chǎn)生的韌性斷裂，這種情況下ductile damage、Johnson-Cook damage兩種韌性準(zhǔn)則是適用的，常見于拉伸工況。
圖4-機(jī)理1韌性斷裂
機(jī)理2，由于剪力帶局部化產(chǎn)生的剪切斷裂，這時shear damage比較適合，常見于剪切工況。
展開 ABAQUS中有四種初始斷裂準(zhǔn)則:
在高應(yīng)變速率下變形時，有shear failure和tensile failure（旋壓用不到，不再介紹）
對于斷裂延性金屬：可以選用A:韌性準(zhǔn)則（ductile criteria）和B:剪切準(zhǔn)則（shear criteria）
對于縮頸不穩(wěn)定性可以使用（鈑金）：C: FLD、FLSD、M-K以及MSFLD
對于鋁合金、鎂合金以及高強(qiáng)鋼在變形過程中會出現(xiàn)不同機(jī)制的斷裂，可能會將以上準(zhǔn)則聯(lián)合起來進(jìn)行使用。
損傷的感念如下圖所示：
1. 韌性斷裂準(zhǔn)則
1.1 ABAQUS中提供的韌性斷裂準(zhǔn)則需要輸入的參數(shù)為：
斷裂應(yīng)變；應(yīng)力三軸度；應(yīng)變速率
要測量不同應(yīng)力三軸度下的斷裂應(yīng)變需要進(jìn)行大量的實驗，這是不可取的。
Hooputra et al,2004通過實驗和理論推導(dǎo)得到了在定應(yīng)變速率下，斷裂應(yīng)變和應(yīng)力三軸度的關(guān)系：
SIMUWE論壇中的建議：
這個應(yīng)該通過單軸拉伸實驗、壓縮實驗和純剪切實驗。各測得各自的應(yīng)變量。 應(yīng)力三軸度拉伸是0.33，壓縮是-0.33，純剪切時0。實驗好做。
方程求解后，就可以得到（不同溫度、不同應(yīng)變速率下）不同三軸應(yīng)力對應(yīng)的斷裂初始時的等效塑性應(yīng)變。
例子中提供的斷裂應(yīng)變和應(yīng)力三軸度的關(guān)系如下圖所示，材料為7018鋁合金，T6態(tài)：
展開 Elbestawi和El-Wardanylsl應(yīng)用斷裂力學(xué)理論對高速切削中工件材料裂紋萌生和擴(kuò)展方向進(jìn)行了預(yù)測，指出當(dāng)工件材料自由表面的能量達(dá)到某一臨界值時，裂紋開始產(chǎn)生，并沿著應(yīng)變能密度最小的方向不斷擴(kuò)展，進(jìn)而造成材料的斷裂。
目前用來進(jìn)行高速切削有限元模擬的斷裂準(zhǔn)則有Rice&Tracy準(zhǔn)則、Brozz準(zhǔn)則、Cockroft&Latham準(zhǔn)則、MeClintock準(zhǔn)則和Freudenthal準(zhǔn)則。大量研究者采用Cockroft&Latham準(zhǔn)則，該準(zhǔn)則是從能量角度建立的，通過高溫拉伸試驗計算出斷裂塑性能，并同金屬材料變形斷裂所需的能量建立映射關(guān)系，將其作為判斷金屬材料延性斷裂的臨界能量值。
考慮到高速切削的特點(diǎn)，塑性應(yīng)變對工件材料失效斷裂起重要影響，ABAQUS/Explicit里定義材料屬性時可在材料編輯(Edit Material)選用Johnson-Cook斷裂應(yīng)變模型，該模型(見公式 (3.7)、(3.8))提供了材料到達(dá)失效點(diǎn)時等效塑性應(yīng)變的計算方法。
本研究選用了Johnson-Cook強(qiáng)度模型為材料的本構(gòu)模型，選用了Johnson-Cook剪切失效準(zhǔn)則為刀屑分離準(zhǔn)則，同樣采用了Johnson-Cook斷裂應(yīng)變模型為材料的斷裂模型。
ABAQUS Explicit里的 adaptive mesh采用了ALE技術(shù)。剪切失效準(zhǔn)則和Johnson-Cook斷裂應(yīng)變模型一起應(yīng)用就能動態(tài)的判斷材料的失效并達(dá)到工件與切屑的分離。
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Abaqus拉伸斷裂模擬7個月前
<p>Abaqus狗骨頭拉伸斷裂模擬，鋼材拉伸斷裂模型，提供cae文件、odb文件、視頻教程，可供參考學(xué)習(xí)！</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https
ABAQUS金屬狗骨件拉伸-延性損傷（Ductile）（JC失效準(zhǔn)則）自做模型，內(nèi)附操作視頻，cae，inp文件
上篇文章介紹了ABAQUS通過CT或切片數(shù)據(jù)重建混凝土多組分三維細(xì)觀模型。本案例介紹采用CDP材料對三維重建的混凝土細(xì)觀模型進(jìn)行損傷斷裂數(shù)值模擬有限元分析。
ABAQUS模型重建完成后，在屬性里建立骨料、砂漿、ITZ材料參數(shù)，并替換截面內(nèi)原有的空材料，這里砂漿及ITZ可使用EasyCDP插件直接生成混凝土損傷塑性材料，由于不考慮骨料的損傷破壞，因此不必設(shè)置骨料的損傷參數(shù)
本案例基于ABAQUS AbyssFish CT2Model 3D V2.0插件，利用混凝土立方體試件的切片掃描圖像實現(xiàn)高精度有限元模型三維重建，精準(zhǔn)劃分骨料及水泥砂漿區(qū)域，構(gòu)建三維再生骨料混凝土細(xì)觀模型。施加單軸壓縮荷載，動態(tài)追蹤再生混凝土的損傷演化過程，揭示裂紋的萌生及擴(kuò)展機(jī)制。本案例基于真實結(jié)構(gòu)的三維重建，突破傳統(tǒng)隨機(jī)模型的局限性，為再生混凝土的性能優(yōu)化提供可靠理論依據(jù)。
多晶體材料的斷裂研究有助于深入了解材料在微觀尺度下的力學(xué)行為，包括裂紋如何形成、擴(kuò)展以及停止，這對于發(fā)展和完善固體力學(xué)和斷裂力學(xué)理論至關(guān)重要。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)基于Voronoi建立多晶體材料晶粒及晶界模型，并進(jìn)行多晶材料的斷裂模擬。
多晶材料晶粒及晶界模型采用CAD Voronoi V3 多圖層版生成，插件可將不同組分的晶粒在CAD內(nèi)進(jìn)行分圖層繪制
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、
<div contenteditable="false" width="100%">2024 年 8 月出版</div><div contenteditable="false" width="100%">MP4 |視頻：h264、1280×720 |音頻：AAC，44.1 KHz，2</div><div contenteditable="false" width="100%">通道 類型：在線學(xué)習(xí)
下面是視頻中的工程文件inp，大家可以下載一下供大家參考學(xué)習(xí)
