abaqus裂紋方法
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus裂紋方法的視頻教程
ABAQUS裂紋專題系列（多種裂紋模擬方法以及方法的多種實現形式）
基于一些學員的建議，將裂紋專題系列視頻匯總，請勿重復購買。裂紋系列包含多種裂紋模擬方法（虛擬裂紋閉合技術、內聚力單元、內聚力行為、擴展有限元、脆性斷裂、多方法求解圍線積分）以及多種實現形式（如：多種方法建立vcct，有與無預制裂紋xfem等）。在視頻中大家有不懂的，不確定的可以直接在視頻下方給我留言，或者加我私人qq，我將詳細給大家講解。
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ABAQUS裂紋專題篇--基于Part/網格兩種方法的虛擬裂紋閉合技術（VCCT）詳解
詳細講解了基于part/instance/mesh的VCCT，以及使用過程中注意事項。
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裂紋擴展中子模型的使用方法（franc3d的與abaqus聯合）
本課程介紹了裂紋擴展中子模型的使用方法（franc3的與abaqus聯合），子模型的使用可以提高計算效率和準確性，以及網格的質量
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abaqus裂紋方法的實例教程
裂紋擴展模擬一直是學術界和工業界的一個難題。Ansys機械提供分離變形和自適應重網格
模擬脆性材料裂紋擴展的SMART技術。SMART裂紋擴展方法自動評估裂紋尖端的斷裂參數（應力強度因子或j積分），并根據用戶定義的臨界值進行檢查。該算法還計算了滿足裂紋擴展準則時的裂紋擴展角。隨著裂紋的擴展，裂紋尖端周圍的網格自適應細化。
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如果使用ABAQUS，建議不要輸出part、assembly等關鍵字，可以修改ABAQUS的環境文件，打開abaqus如下安裝目錄的abaqus_v6.env，編輯添加cae_no_parts_input_file=ON，保存即可。
C:\SIMULIA\Abaqus\6.14-1\SMA\site\abaqus_v6.env
關于裂紋擴展步長（Median extension）和裂尖單元環半徑（Template radius）
擴展步長默認為裂紋特征尺寸的20%，單元環半徑默認為裂紋特征尺寸的10%。如，引入半徑為1mm的圓形角裂紋，擴展步長默認為0.2mm，單元環半徑默認為0.1mm。在后續裂紋擴展過程中，一般按照此原則來設定，如要獲得精確的解，最好不要超出默認值。
因此，隨著裂紋尺寸增大，擴展步長和單元環半徑可逐漸變大，如為板類部件，還要注意單元環的半徑不能大于板厚的10%才為合理。
對于試用版FRANC3D，需要注意裂紋引入位置的單元尺寸與裂紋尺寸的匹配問題，即裂紋引入位置的單元尺寸要跟裂紋的尺寸要大體相當，下面的兩個極端情況可能會導致裂紋引入困難，需要注意：
1) 如果原始網格相對于裂紋尖端網格較密，有單元面完全位于裂紋尖端的template內（下圖右），則網格化分不成功
2) 如果原始網格相對于裂紋尖端網格較稀疏，裂紋完全位于其中一個單元面內，且裂紋面和裂紋尖端的template與任何單元邊都不相交，則引入裂紋不成功。
關于求解不成功
如何制作裂紋擴展動畫
在劃分網格時需要注意的問題
手動更新裂紋不成功
這四類常見問題的解決方法詳見附件。
展開 之前算過一個關于裂紋擴展的問題，當時創建裂紋選擇的是contour intergral，后來又有人咨詢我裂紋尖端J積分的計算問題。我才恍然大悟，其實圍道積分方法還是適用于計算裂紋尖端在某時刻的J積分，至于動態擴展問題，還是交給XFEM吧（雖然也不太好）。
計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。
部分試件的應力分布及J積分結果如圖所示：
前幾天有人問我ABAQUS做焊點分析，我一看他給我的一片文獻，其實是用ABAQUS做裂紋擴展分析。之前也沒接觸過裂紋分析，于是照貓畫虎做了個算例，但是裂紋沒有擴展。
ABAQUS做裂紋有三種方法：contour integral，擴展有限元及VCCT法，這里用了contour integral法。
如圖所示，V形楔形處有一個預制裂紋，是采用Interaction模塊的assign seam設定的，裂紋的擴展面及方向是通過crack來設定的，類型為contour integral。材料模型定義了塑性應力-應變關系，彈性參數、GTN參數、脆性失效參數等。模型上的兩個孔，一個固支、一個勻速拉。預期當裂紋尖端的單元變形達到某一個值時將刪除單元。
您看見了就給個意見唄。
步驟：
建立模型，進行適當的partition
定義材料：分別定義了elastic彈性參數、plastic真實應力-應變關系、GTN模型參數、脆性失效參數（包括一個叫演化參數）。
定義預制裂紋、定義裂紋擴展面、方向，定義失效單元的generation。
邊界條件，提交job，查看結果。
結果：預期模型在塑性變形不是很大時就會產生裂紋擴展，但是模型產生了很大塑性變形后仍然沒有發生失效。
Mises應力場：
x方向正應力場
x方向真實應變場
x方向塑性應變場
裂紋尖端應變的結果還是挺漂亮的，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 現在傳一個用兩種方式（cohesive和contact tie break）實現裂紋模擬的K文件。
目的：比較不同的方法模擬裂紋的效果
模擬的裂紋均為I型裂紋。
情況1、一個長方體，長方體的材料為鐵，材料模型為*MAT_ELASTIC；中間插入一個cohesive，材料模型為*MAT_COHESIVE_GENERAL。長方體和cohesive層之間共節點。
情況2、與情況1同樣大小的長方體，材料屬性也一樣。將長方體沿X軸向分為兩半，左邊的單元做成一個set，右邊的單元做成一個set。兩個set之間的接觸用帶失效的自動單向面面接觸定義。
兩種情況的其他邊界條件一致，一端固定，一端加兩個反向的力，將長方體從中間拉開，模擬I型裂紋。
結論：兩種方式均能失效裂紋的有效模擬；裂紋尖端的應力情況也基本一致。不同的是，用contact方式來模擬情況中，在固定端出現了很大的應力分布。可能的原因是，定義了自動接觸后，固定端對長方體有一個反作用力，使其末端出現了較大的應力分布。而用cohesive方式模擬的案例中沒有定義接觸，故沒有考慮固定端對長方體的反作用力。
附件1：k文件
附件2：模擬動畫
movie_000.rar
compare_cohesive_to_tiebreak_from_tobias.rar
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1、問題介紹
SHPB多脈沖加載方法一般有兩種：多次反射加載法、多級撞擊桿法。多次反射加載法，利用入射桿的反射波在端面二次反射形成加載波，實際上常規的SHPB試驗都是多次反射加載，只不過在處理數據時只截取了第一次加載的數據，其特點是相鄰加載時間間隔是固定值（入射桿桿長的兩倍與桿彈性波速的比值）；多級撞擊桿法，是基于撞擊桿或者加載結構設計，將撞擊桿設計成可實現多次撞擊的結構，撞擊間隔可調可控，多級撞擊桿一般有串聯結構
