裂紋擴(kuò)展abaqus仿真
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
裂紋擴(kuò)展abaqus仿真的視頻教程
FRANC3D與ABAQUS聯(lián)合仿真三維疲勞裂紋擴(kuò)展（三維裂紋擴(kuò)展）初步教學(xué)
本課程講述了FRANC3D與ABAQUS聯(lián)合仿真三維裂紋疲勞擴(kuò)展的操作流程教學(xué)，包括免費(fèi)申請(qǐng)F(tuán)RANC3D試用
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鋼軌表面裂紋的展分析，車輪疲勞裂紋擴(kuò)展，ABAQUS-FRANC3D聯(lián)合仿真
本視頻分為4小節(jié)，利用ABAQUS-FRANC3D聯(lián)合仿真的方法，講述了鋼軌三維表面疲勞裂紋的擴(kuò)展流程，加載方式為車輪滾過(guò)鋼軌裂紋位置，選用經(jīng)典的裂紋擴(kuò)展公式Paris公式，最大應(yīng)變能釋放率準(zhǔn)則，調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)使裂紋能按需求擴(kuò)展，得到裂紋擴(kuò)展壽命曲線，進(jìn)行損傷容限設(shè)計(jì)及剩余壽命評(píng)估。參數(shù)選取可參考相關(guān)文獻(xiàn)。視頻附件有本視頻操作的源文件。車輪表面疲勞裂紋擴(kuò)展方法類似。
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ABAQUS-裂紋擴(kuò)展-玻璃杯跌落碰撞破碎仿真
本視頻不涉及理論介紹，只含仿真操作過(guò)程，適合有理論基礎(chǔ)的同學(xué)，不適合初學(xué)者，購(gòu)買請(qǐng)謹(jǐn)慎！ ABAQUS-裂紋擴(kuò)展-玻璃杯跌落碰撞破碎仿真 玻璃杯自由落體，與地面碰撞時(shí)刻出現(xiàn)裂紋并開(kāi)始擴(kuò)展，最后整體破碎。
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裂紋擴(kuò)展abaqus仿真的實(shí)例教程
第二部分、基于XFEM_paris模型的裂紋擴(kuò)展仿真分析
相比于靜態(tài)裂紋參數(shù)計(jì)算問(wèn)題，裂紋擴(kuò)展仿真在學(xué)術(shù)和工程領(lǐng)域更為人們所關(guān)注，常用的方法有網(wǎng)格重劃分技術(shù)、邊界元法、無(wú)網(wǎng)格方法和XFEM，其中，XFEM通過(guò)引入水平集法和單位分解等思想實(shí)現(xiàn)了實(shí)體與裂紋相互獨(dú)立，在裂紋擴(kuò)展的過(guò)程中不需要更新網(wǎng)格，提高了計(jì)算效率。ABAQUS中集成的XFEM裂紋擴(kuò)展仿真可以根據(jù)使用的模型分為三類：基于損傷力學(xué)內(nèi)聚力模型（cohesive）的牽引分離定律、基于LEFM的虛擬裂紋閉合技術(shù)（VCCT）和基于Paris公式的疲勞裂紋擴(kuò)展理論。第一種方法可以不用預(yù)制裂紋，適用于裂紋的萌生壽命分析，第二種不是很熟悉，第三種則必須預(yù)制裂紋，適用于裂紋的擴(kuò)展壽命分析。下面將對(duì)這三種操作流程進(jìn)行一一說(shuō)明，以二維模型為例，三維模型基本相同。
讀者須知：經(jīng)過(guò)很多次的仿真分析，在模型和參數(shù)基本相同的情況下，筆者發(fā)現(xiàn)基于cohesive和基于VCCT模型的裂紋擴(kuò)展分析很難得到收斂，仿真難度較大，這有可能是參數(shù)設(shè)置的問(wèn)題，部分參數(shù)修改之后還是能夠成功的，但也有可能是本人學(xué)藝未精，所以說(shuō)只能是提及一下給個(gè)建議。但是基于Paris模型的方法仿真效果還不錯(cuò)，因此本文僅對(duì)后者做詳細(xì)的說(shuō)明，至于其余兩種方法只能夠簡(jiǎn)單的說(shuō)明一下其實(shí)現(xiàn)過(guò)程中的異同點(diǎn)。再次強(qiáng)調(diào)，本文只有基于Paris模型的direct cyclic分析步的仿真過(guò)程，誤買本帖的同學(xué)請(qǐng)別來(lái)罵我。
本文還將針對(duì)同學(xué)們?cè)?em>仿真過(guò)程中的一些問(wèn)題提供解決方法和思路，其中包括：裂紋不發(fā)生擴(kuò)展、每個(gè)cycle裂紋都會(huì)擴(kuò)展一次等。
展開(kāi) 裂紋擴(kuò)展模擬一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的一個(gè)難題。Ansys機(jī)械提供分離變形和自適應(yīng)重網(wǎng)格
模擬脆性材料裂紋擴(kuò)展的SMART技術(shù)。SMART裂紋擴(kuò)展方法自動(dòng)評(píng)估裂紋尖端的斷裂參數(shù)（應(yīng)力強(qiáng)度因子或j積分），并根據(jù)用戶定義的臨界值進(jìn)行檢查。該算法還計(jì)算了滿足裂紋擴(kuò)展準(zhǔn)則時(shí)的裂紋擴(kuò)展角。隨著裂紋的擴(kuò)展，裂紋尖端周圍的網(wǎng)格自適應(yīng)細(xì)化。
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abaqus低周疲勞裂紋擴(kuò)展仿真案例講解
通過(guò)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(guò)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(guò)程。
裂紋在開(kāi)始擴(kuò)展以后，首先向深度方面延伸，然后裂紋擴(kuò)展方向發(fā)生明顯改變，如圖10所示，裂紋出現(xiàn)偏斜，角度約為45?，向橫梁另一面擴(kuò)展。如圖11所示為裂紋狀態(tài)圖（PHILSM），表示裂紋面上，距離裂縫的等高線（值有正有負(fù)）。如12表示保持架橫梁裂紋的statuxfem開(kāi)裂狀態(tài)，當(dāng)=1時(shí)（紅色），表示完全開(kāi)裂；當(dāng)=0時(shí)（深藍(lán)色），標(biāo)識(shí)完全不開(kāi)裂；當(dāng)0~1之間時(shí)，不同開(kāi)裂程度。
圖9 裂紋位置與擴(kuò)展趨勢(shì)分析
圖10 裂紋擴(kuò)展區(qū)域局部放大圖
圖11 裂縫狀態(tài)
圖12 裂紋statuxfem圖示
四、結(jié)論
滾子軸承常用于齒輪箱等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，其保持架橫梁受滾動(dòng)體沖擊載荷的影響，容易在橫梁末端產(chǎn)生裂紋，并擴(kuò)展導(dǎo)致保持架失效。通過(guò)建立簡(jiǎn)化保持架橫梁3D模型，仿真分析了保持架橫梁末端裂紋的擴(kuò)展趨勢(shì)。結(jié)果顯示，裂紋在深度方向擴(kuò)展一定距離后，其擴(kuò)展方向發(fā)生45?偏轉(zhuǎn)，并繼續(xù)擴(kuò)大。分析結(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)。
文章來(lái)源：CAE仿真學(xué)社
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裂紋擴(kuò)展abaqus仿真的最新內(nèi)容
<p>基于EFG方法的剛性彈丸沖擊水泥墻裂紋擴(kuò)展仿真，供研究參考。</p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img
裂紋擴(kuò)展模擬一直是學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的一個(gè)難題。Ansys機(jī)械提供分離變形和自適應(yīng)重網(wǎng)格
模擬脆性材料裂紋擴(kuò)展的SMART技術(shù)。SMART裂紋擴(kuò)展方法自動(dòng)評(píng)估裂紋尖端的斷裂參數(shù)（應(yīng)力強(qiáng)度因子或j積分），并根據(jù)用戶定義的臨界值進(jìn)行檢查。該算法還計(jì)算了滿足裂紋擴(kuò)展準(zhǔn)則時(shí)的裂紋擴(kuò)展角。隨著裂紋的擴(kuò)展，裂紋尖端周圍的網(wǎng)格自適應(yīng)細(xì)化。
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MARC基于網(wǎng)格重劃分技術(shù)的裂紋擴(kuò)展分析
裂紋萌生和擴(kuò)展研究對(duì)于核工業(yè)、石油和天然氣工業(yè)、航空航天和其它工業(yè)都非常關(guān)鍵，安全問(wèn)題十分重要。本案例介紹了VCCT方法使用網(wǎng)格重劃分技術(shù)進(jìn)行裂紋擴(kuò)展，針對(duì)橡膠塊的裂紋進(jìn)行分析，觀察裂紋在加載過(guò)程中的增長(zhǎng)。
01
設(shè) 置 方 法
圖1 橡膠塊模型
使用的模型（如圖1所示）是一個(gè)橡膠件
在交流群中，有人多次問(wèn)到這個(gè)問(wèn)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(cuò)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
滾子軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)在滾動(dòng)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(duì)這一問(wèn)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(guò)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)。
滾子軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)在滾動(dòng)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(duì)這一問(wèn)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(guò)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)。
1. ABAQUS裂紋體的建立
在ABAQUS中，根據(jù)裂紋尖端的形狀可以建立兩種類型的裂紋體：尖銳（Sharp）型裂紋和鈍形（Blunt）裂紋，如圖1所示。對(duì)于尖銳型裂紋，裂紋尖端存在奇異性；而鈍形裂紋尖端可以看做是一個(gè)具有給定缺口半徑的缺口，因此裂紋尖端不存在奇異性，可以按照常規(guī)有限元的建模方式來(lái)建立。在ABAQUS中，兩種類型的裂紋均可以進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度因子分析。
圖1 尖銳型裂紋和鈍形裂紋
基于ABAQUS有限元軟件平臺(tái)，應(yīng)用它的腳本接口二次開(kāi)發(fā)出一套可以用于自動(dòng)計(jì)算疲勞裂紋擴(kuò)展的程序包。該程序包可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化有限元建模、訪問(wèn)輸出數(shù)據(jù)庫(kù)及進(jìn)行其他后處理，從而避免重復(fù)建模及分析結(jié)果，顯著提高分析效率。
一.疲勞裂紋擴(kuò)展程序工作流程
二.結(jié)果輸出
創(chuàng)建模型
采用帶有單邊裂紋的整體加筋壁板作為算例。
2.后處理結(jié)果
Abaqus：使用XFEM進(jìn)行裂紋擴(kuò)展仿真案例講解
Abaqus XFEM疲勞裂紋擴(kuò)展(基于Paris公式)教程
本文將詳細(xì)介紹在abaqus軟件中，利用擴(kuò)展有限元（XFEM）實(shí)現(xiàn)疲勞裂紋擴(kuò)展，用的是二維CT模型，三維模型同理。
主要包括一下幾方面：1.模型的建立（包括材料賦予，預(yù)制裂紋，分析步設(shè)置，邊界條件設(shè)置）2.關(guān)鍵詞設(shè)置（裂紋擴(kuò)展的Paris公式在abaqus中的換算）3.收斂問(wèn)題。
1. 模型的建立
根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 6398
