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abaqus斷裂準(zhǔn)則的案例

Lode角相關(guān)斷裂準(zhǔn)則如何在abaqus中使用 ¥100
采用表格法,使得Lode角相關(guān)斷裂準(zhǔn)則abaqus中的應(yīng)用。
Abaqus復(fù)合材料3D Hashin失效準(zhǔn)則,脆性斷裂-Vumat
對(duì)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(xiě)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(gè)簡(jiǎn)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(gè)參數(shù)對(duì)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(jì)算時(shí)間步,在場(chǎng)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(gè)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(jì)算。 5.查看結(jié)果,滿足失效準(zhǔn)則后無(wú)承載,單元被刪除。 子程序輸出的state1-6為儲(chǔ)存的應(yīng)變(順序?yàn)?1 22 33 12 23 13),state7為單元?jiǎng)h除變量,state8-11為Hashin失效判斷系數(shù)(0~1)。 接下來(lái)簡(jiǎn)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。
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【螺栓斷裂Abaqus韌性損傷與剪切損傷準(zhǔn)則---{ 問(wèn)題答疑 +工程案例 + 模型文件 } ¥99.9
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(gè)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(píng)估鈑金件的可成形性。也就是紅框外的幾個(gè)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(jiàn)問(wèn)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(kāi)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(shí)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(zhǎng)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(jiàn)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(shí)shear damage比較適合,常見(jiàn)于剪切工況。
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有限元分析方法和材料斷裂準(zhǔn)則
Elbestawi和El-Wardanylsl應(yīng)用斷裂力學(xué)理論對(duì)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(cè),指出當(dāng)工件材料自由表面的能量達(dá)到某一臨界值時(shí),裂紋開(kāi)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(lái)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(guò)高溫拉伸試驗(yàn)計(jì)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(duì)工件材料失效斷裂起重要影響,ABAQUS/Explicit里定義材料屬性時(shí)可在材料編輯(Edit Material)選用Johnson-Cook斷裂應(yīng)變模型,該模型(見(jiàn)公式 (3.7)、(3.8))提供了材料到達(dá)失效點(diǎn)時(shí)等效塑性應(yīng)變的計(jì)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(dòng)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斷裂準(zhǔn)則圖1
基于不同斷裂準(zhǔn)則的 6061-T651 鋁合金板抗沖擊性能數(shù)值仿真研究
因此,很多學(xué)者都致力于尋找一個(gè)更為 合適的斷裂準(zhǔn)則以提高數(shù)值仿真結(jié)果的精度[5]。過(guò) 去幾十年,基于大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證的引入應(yīng)力三軸 度影響的 JC(Johnson Cook)斷裂準(zhǔn)則在模擬高速?zèng)_ 擊下金屬的失效形式和彈道性能時(shí),能取得不錯(cuò)的 預(yù)報(bào)精度[6-7]。然而,近些年一些學(xué)者從宏觀和微觀 層面都發(fā)現(xiàn)[8-9],材料的斷裂應(yīng)變不僅與應(yīng)力三軸度 有關(guān),還受 Lode 角的影響。對(duì)此,XIAO 等[10-12] 和 DENG 等[13-14]分別采用 Lode 角相關(guān)的斷裂準(zhǔn)則 和 Lode 角無(wú)關(guān)的 JC 斷裂準(zhǔn)則,進(jìn)行了延性金屬抗 沖擊性能的數(shù)值仿真研究,對(duì)比發(fā)現(xiàn),將 Lode 角引 入斷裂準(zhǔn)則確實(shí)能提升某些金屬材料的仿真精度, 且 Lode 角對(duì)仿真結(jié)果的影響程度似乎與靶材延性、 彈體頭部形狀以及靶板厚度等因素有一定的關(guān)聯(lián)。 但是,目前對(duì)這兩類斷裂準(zhǔn)則的對(duì)比研究多集中于 宏觀的彈道極限和失效模式層面,缺少微觀層面上 的斷裂準(zhǔn)則影響機(jī)理分析。 為能夠在較為寬泛的應(yīng)力狀態(tài)區(qū)間內(nèi)進(jìn)行斷裂 準(zhǔn)則的影響機(jī)理分析,分別采用 Lode 角相關(guān)的 WMJC(Wen Mahmoud combined with Johnson Cook) 斷裂準(zhǔn)則和 Lode 角無(wú)關(guān)的 MJC(Modified Johnson Cook)斷裂準(zhǔn)則,開(kāi)展了不同頭部形狀彈體沖擊 6061-T651 鋁合金板的數(shù)值仿真研究。基于靶板失 效單元的應(yīng)力狀態(tài)分析,揭示斷裂準(zhǔn)則對(duì)數(shù)值仿真 結(jié)果的影響機(jī)制,并針對(duì)已有問(wèn)題提出一些有效的 解決措施。 1 彈體沖擊靶板數(shù)值仿真模型建立 1.1 彈體沖擊靶板有限元模型 利用 ABAQUS/Explicit 軟件建立彈體沖擊靶板 的三維有限元模型,將彈體設(shè)置為剛體,彈體尺寸 如圖 1 所示。
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ABAQUS損傷斷裂 (例1) 金屬切割或沙柳切割斷裂 ¥26.67
1)該模型模擬了材料在旋轉(zhuǎn)切割下的損傷斷裂全過(guò)程,模型考慮了材料的彈性變形,塑性應(yīng)變,損傷破壞的標(biāo)準(zhǔn),損傷演化及斷裂的全過(guò)程,并考慮了溫度的影響; 2)模型可用于模擬沙柳切割過(guò)程,金屬切割過(guò)程及材料的損傷斷裂過(guò)程。
abaqus損傷準(zhǔn)則總結(jié)
ABAQUS中有四種初始斷裂準(zhǔn)則: 在高應(yīng)變速率下變形時(shí),有shear failure和tensile failure(旋壓用不到,不再介紹) 對(duì)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(duì)于縮頸不穩(wěn)定性可以使用(鈑金):C: FLD、FLSD、M-K以及MSFLD 對(duì)于鋁合金、鎂合金以及高強(qiáng)鋼在變形過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)不同機(jī)制的斷裂,可能會(huì)將以上準(zhǔn)則聯(lián)合起來(lái)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(cè)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(shí)驗(yàn),這是不可取的。 Hooputra et al,2004通過(guò)實(shí)驗(yàn)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(gè)應(yīng)該通過(guò)單軸拉伸實(shí)驗(yàn)、壓縮實(shí)驗(yàn)和純剪切實(shí)驗(yàn)。各測(cè)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(shí)0。實(shí)驗(yàn)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(duì)應(yīng)的斷裂初始時(shí)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):
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第二章 abaqus分析收斂準(zhǔn)則
abaqus分析收斂準(zhǔn)則(外文書(shū)籍翻譯).pdf 原文書(shū)籍:Troubleshooting Finite-Element Modeling with Abaqus With Application in Structural Engineering Analysis by Raphael Jean Boulbes (z-lib.org) 第二章 abaqus分析收斂準(zhǔn)則 2.1 收斂問(wèn)題的癥狀 收斂問(wèn)題是與工程設(shè)計(jì)相關(guān)的一個(gè)典型的分析問(wèn)題,涉及撓度、位移、應(yīng)力、固有頻率、溫度分布等的預(yù)測(cè)。這些參數(shù)用于迭代材質(zhì)參數(shù)和/或幾何體以優(yōu)化其行為。傳統(tǒng)的方法,如手工計(jì)算,涉及理想化的物理模型使用簡(jiǎn)單的方程來(lái)獲得解決方案。然而,這些近似使問(wèn)題過(guò)于簡(jiǎn)單化,而解析解只能提供保守估計(jì)。或者,有限元法和其他數(shù)值方法旨在提供一個(gè)考慮到更多細(xì)節(jié)的工程分析,這對(duì)于手工計(jì)算是不實(shí)際的。有限元法將物體分割成小塊,使位移沿這些單元邊界連續(xù)。對(duì)于那些使用有限元分析的人,通常使用收斂項(xiàng)。大多數(shù)線性問(wèn)題不需要迭代求解過(guò)程。網(wǎng)格收斂是一個(gè)重要問(wèn)題另外,還有在迭代過(guò)程中也需要考慮收斂性。在本節(jié)中,將調(diào)查收斂性問(wèn)題并解決與此術(shù)語(yǔ)相關(guān)的問(wèn)題。首先,要識(shí)別大多數(shù)收斂問(wèn)題的癥狀,可以在消息文件(.msg)擴(kuò)展名中找到。此外,.dat和(.sta)文件也可能包含問(wèn)題的癥狀。有一些共同的信息可能表明收斂問(wèn)題在求解有限元模型時(shí)造成數(shù)值困難。
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abaqus幾種材料破壞準(zhǔn)則的設(shè)定
abaqus 里面的progress damage 的failure 主要是在描述材料進(jìn)入塑性之后,我們可以附加一個(gè)破壞準(zhǔn)則以及達(dá)到破壞準(zhǔn)則之后的應(yīng)力應(yīng)變路線。 這個(gè)針對(duì)ductile material主要有兩種準(zhǔn)則可以定義。Ductile fracture of metals可以做剪切也可以做拉伸。這個(gè)拉伸的行為就是在拉伸的過(guò)程中在材料中間會(huì)開(kāi)始慢慢的產(chǎn)生孔隙,持續(xù)拉伸的孔隙就會(huì)聚合到直到形成一個(gè)斷裂面。 下面這個(gè)sheet metal forming 主要是針對(duì)sheet metal 的成型的準(zhǔn)則。這個(gè)準(zhǔn)則主要就是有最大主應(yīng)變跟最小主應(yīng)變來(lái)去作為它判斷的依據(jù)。如果達(dá)到破壞的時(shí)候,就可以看到這個(gè)薄板在成型的過(guò)程中就會(huì)破裂。 要講這個(gè)progressive damage ,最主要我們都還是要回到這張應(yīng)力應(yīng)變圖來(lái)看。 之前介紹的就是elastic 加上plastic。 如果plastic定義的很完整的話,他就會(huì)一直往前往往后延伸,然后直到破壞。但在中間的過(guò)程里面,實(shí)際上我們還是必須得加上一個(gè)damage initiation判斷在變形的過(guò)程中是不是有達(dá)到某一種形式的破壞準(zhǔn)則。那如果沒(méi)有達(dá)到還沒(méi)有達(dá)到準(zhǔn)則的話,就會(huì)持續(xù)的往后發(fā)展。在plastic里面,如果在塑性段的某一個(gè)點(diǎn)做了unloading之后,材料的應(yīng)力會(huì)沿著一直斜率下降,在這里面是把這一段的應(yīng)變定為塑性應(yīng)變。但是如果在damage 準(zhǔn)則里再發(fā)生破壞,這個(gè)點(diǎn)他回退回來(lái)的這個(gè)點(diǎn),我們將這一段的應(yīng)變稱為fracture strain。 在達(dá)到破壞準(zhǔn)則之后,所走的路徑叫做damage response。在abaqus里面就叫做damage evolution。
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Abaqus內(nèi)置LaRC05失效準(zhǔn)則子程序介紹 ¥9.9
LaRC05準(zhǔn)則是NASA蘭利研究中心關(guān)于復(fù)合材料強(qiáng)度計(jì)算的理論。其吸收了Puck準(zhǔn)則中關(guān)于基體失效的預(yù)測(cè)方法,并提出Kinking模型來(lái)描述纖維壓縮失效的起始。還考慮了就位強(qiáng)度、材料非線性等復(fù)雜問(wèn)題近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。 纖維拉伸失效 纖維壓縮失效 當(dāng)|σ1|≤|Xc/2|時(shí),為纖維的splitting模式,當(dāng)|σ1|>|Xc/2|時(shí),為纖維的kinking模式。 基體失效 式中,<x>=(x+|x|)/2; Kink角度Ψ為0-180度內(nèi)使失效系數(shù)最大的值。 Abaqus從2017版本開(kāi)始,內(nèi)置了UVARM和DMGINI兩種子程序供用戶調(diào)用。UVARM子程序需要以“ABQ_LARC05_DMGCRT”作為材料名的前綴,可以用來(lái)評(píng)估是否滿足LaRC05強(qiáng)度指標(biāo);DMGINI子程序需要以“ABQ_LARC05_DMGINI”作為材料名前綴,可以結(jié)合XFEM來(lái)分析裂紋萌生和擴(kuò)展。 在abaqus中可以通過(guò)修改關(guān)鍵字來(lái)進(jìn)行模型設(shè)置 UVARM設(shè)置 DMGINI設(shè)置 輸出變量的含義 計(jì)算結(jié)果 [1].Pinho, S.T., et al., Material and structural response of polymer-matrix fibre-reinforced composites. Journal of Composite Materials, 2012. 46(19-20): p. 2313-2341. [2].Pinho, S.T., G.M. Vyas and P. Robinson, Material and structural response of polymer-matrix fibre-reinforced composites: Part B.
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ABAQUS斷裂與疲勞理論與案例實(shí)施 ¥20
<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) |語(yǔ)言: 英語(yǔ) |持續(xù)時(shí)間: 28 講座 ( 2h 58m ) |大小: 1.7 GB</div><div contenteditable="false" width="100%">使用 XFEM 方法和 ABAQUS 中的巴黎定律進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展(直接循環(huán)低周疲勞方法)</div><div contenteditable="false" width="100%">你將學(xué)習(xí)什么:</div><div contenteditable="false" width="100%">斷裂力學(xué)導(dǎo)論(理論有限元法(FEM)和擴(kuò)展有限元法(XFEM)((理論))疲勞裂紋增長(zhǎng))(理論))ABAQUS一般解釋</div><div contenteditable="false" width="100%">疲勞模型創(chuàng)建“如何定義XFEM,如何實(shí)施巴黎法,定義預(yù)裂紋長(zhǎng)度和位置,直接循環(huán)以及如何控制精度。</div><div contenteditable="false" width="100%">三個(gè)不同的操作案例:</div><div contenteditable="false" width="100%">如何處理穩(wěn)態(tài)裂紋以計(jì)算 SIF 等斷裂力學(xué)參數(shù)。
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abaqus斷裂準(zhǔn)則圖2
ABAQUS VUMAT子程序 PUCK損傷起始準(zhǔn)則+指數(shù)演化方法 ¥58
ABAQUS PUCK損傷起始準(zhǔn)則+指數(shù)演化方法 復(fù)合材料本構(gòu) 損傷矩陣 損傷應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 PUCK準(zhǔn)則 指數(shù)退化方法 VUMAT代碼如下
Abaqus復(fù)合材料Larc05失效準(zhǔn)則Umat子程序開(kāi)發(fā)
LaRC05準(zhǔn)則是NASA蘭利研究中心關(guān)于復(fù)合材料強(qiáng)度計(jì)算的理論。其吸收了Puck準(zhǔn)則中關(guān)于基體失效的預(yù)測(cè)方法,并提出Kinking模型來(lái)描述纖維壓縮失效的起始。還考慮了就位強(qiáng)度、材料非線性等復(fù)雜問(wèn)題近年來(lái)受到廣泛關(guān)注。 之前在https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1279990 這個(gè)帖子里介紹了Abaqus內(nèi)置的Larc05子程序調(diào)用方法,因?yàn)閮?nèi)置的Larc05子程序是通過(guò)Udmgini子程序結(jié)合Xfem來(lái)實(shí)現(xiàn)的,因此還是存在一定的局限性的。本帖考慮了復(fù)合材料的剪切非線性行為,在材料本構(gòu)中引入了Hahn-Tsai的剪切非線性模型 式中,β為剪切非線性因子。 通過(guò)編寫(xiě)Umat子程序,對(duì)復(fù)合材料的損傷行為進(jìn)行了模擬,計(jì)算結(jié)果如下。 90度鋪層損傷和載荷位移曲線 0度鋪層損傷和載荷位移曲線 45度鋪層損傷和載荷位移曲線 由上圖可以看出,引入剪切非線性后,45度鋪層試驗(yàn)件的拉伸曲線表現(xiàn)出明顯的非線性行為 有關(guān)于子程序二次開(kāi)發(fā)或者復(fù)材仿真的問(wèn)題可以聯(lián)系QQ1653004885或者關(guān)注CAE320公眾號(hào)
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ABAQUS斷裂力學(xué)工程應(yīng)用
由于脆性斷裂在事故發(fā)生前難有預(yù)兆,斷裂時(shí)又容易產(chǎn)生很多碎片,因此它是一種非常危險(xiǎn)的突發(fā)事故,危害較大。 特點(diǎn):斷裂面和載荷方向呈90°角;可能會(huì)有(或無(wú))微小塑性變形;斷裂表面比較粗糙或者呈水晶狀;有“人”字紋(ChevronPatterns)并且指向初始斷裂點(diǎn)。 三種模式:疲勞斷裂(Fatigue)、脆性斷裂(Brittle)、韌性斷裂(Ductile) 0 4 斷裂模式(種類)-韌性斷裂 韌性斷裂也有叫延性斷裂,它是由于裂紋的緩慢擴(kuò)展而造成的,而這種裂紋擴(kuò)展又起源于孔穴的形成和合并。延性斷裂的斷口表面外觀特征為無(wú)光澤的纖維狀。大多數(shù)多晶體金屬的拉伸試驗(yàn)的延性斷裂有三個(gè)明顯的階段:首先,試樣開(kāi)始出現(xiàn)局部“頸縮”,并在“頸縮”區(qū)域產(chǎn)生小的分散的空穴;接著這些小空穴不斷增加和擴(kuò)大并聚合成微裂紋,裂紋方向一般垂直于拉應(yīng)力方向;最后,裂紋沿剪切面擴(kuò)展到試件表面,剪切面的方向與拉伸軸線近似成45°。斷裂形態(tài)是典型的“杯錐”失效斷面。延性斷裂斷裂前出現(xiàn)大量的塑性變形,具有明顯的失效預(yù)兆。 特點(diǎn):灰色的粗糙表面;斷裂面高低不平;可能有剪切唇(在斷裂邊緣與載荷成45°角);截面收縮;斷口微觀形貌通常有韌窩。
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ABAQUS金屬狗骨件拉伸-延性損傷(Ductile)(JC失效準(zhǔn)則 ¥10
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