abaqus裂紋分析的案例
ABAQUS裂紋尖端應(yīng)變、裂紋擴(kuò)展模擬及問題
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(gè)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(gè)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(gè)孔，一個(gè)固支、一個(gè)勻速拉。預(yù)期當(dāng)裂紋尖端的單元變形達(dá)到某一個(gè)值時(shí)將刪除單元。
您看見了就給個(gè)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(gè)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(huì)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(chǎng)：
x方向正應(yīng)力場(chǎng)
x方向真實(shí)應(yīng)變場(chǎng)
x方向塑性應(yīng)變場(chǎng)
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 采用Abaqus和Marc軟件的疲勞裂紋擴(kuò)展分析對(duì)比
1基本理論
在進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展計(jì)算時(shí)，兩款軟件的基本理論相同，均是基于Paris公式。不同的是，Abaqus僅提供了能量釋放率形式的Paris公式，即
而Marc還提供了應(yīng)力強(qiáng)度因子形式的paris公式。兩種公式形式下的參數(shù)C和m有所不同。
Abaqus通過下式判斷疲勞裂紋何時(shí)開始擴(kuò)展
而Marc則通過在分析工況中選中相應(yīng)的初始裂紋，通過設(shè)置多個(gè)分析工況，控制裂紋開始擴(kuò)展的時(shí)間。
2軟件分析過程
ABAQUS
Abaqus進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展分析時(shí)，分析步需選擇Direct cyclic。另需編輯關(guān)鍵字，輸入?yún)?shù)C、m等。
初始裂紋建模與其它類型的裂紋相似，通過擴(kuò)展有限元方式建立初始裂紋及實(shí)現(xiàn)裂紋的擴(kuò)展，因此初始裂紋需剛好穿過整數(shù)個(gè)單元，才能實(shí)現(xiàn)初始裂紋的準(zhǔn)確建模。Abaqus中，每次疲勞裂紋擴(kuò)展的距離為一個(gè)單元，然后軟件會(huì)以單元的長(zhǎng)度和得到的能量釋放率，通過Paris公式計(jì)算出對(duì)應(yīng)的疲勞周次，直接跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的循環(huán)次數(shù)，進(jìn)行后續(xù)的計(jì)算。
Abaqus軟件的疲勞裂紋擴(kuò)展分析暫不支持非線性，僅可定義裂紋面之間的接觸。
Marc
Marc軟件進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展分析時(shí)，與常規(guī)分析裂紋沒有太大差別，無需定義特殊的分析類型。初始裂紋建模和裂紋的擴(kuò)展則是通過網(wǎng)格重劃分實(shí)現(xiàn)。
Marc軟件中，每次疲勞裂紋擴(kuò)展的距離有兩種控制方式。方式1：直接由Paris公式計(jì)算出擴(kuò)展的距離，逐一計(jì)算各疲勞周次。
展開 多分析步下的裂紋擴(kuò)展
把ABAQUS模型導(dǎo)入FRANC3D，并在正面定義了一個(gè)半圓形的表面裂紋，圖10.36。
圖10.36 立方體正面的半圓形表面裂紋。
插入裂紋，進(jìn)行ABAQUS靜態(tài)裂紋分析。編輯FRANC3D/ABAQUS分析的默認(rèn)值，以便輸出每一子步的結(jié)果，圖10.37。ABAQUS為FRANC3D生成的結(jié)果（.dtp）文件將包含所有分析步的所有子步的位移。dtp文件可以在編輯器中打開，它應(yīng)該有如下數(shù)據(jù)：
圖10.37 ABAQUS分析的默認(rèn)值，結(jié)果輸出設(shè)置為每個(gè)子步。
一旦分析結(jié)束，.dtp文件被導(dǎo)入FRANC3D，就可以計(jì)算SIFs了。FRANC3D為每個(gè)分析步的每個(gè)子步計(jì)算SIFs。圖10.38顯示了分析步1的所有子步的I型SIFs。類似的圖可以顯示在分析步2和3中，圖10.39-40。
圖10.38 分析步1的所有子步的I型SIFs。
圖10.39 分析步2的所有子步的I型SIFs。
圖10.40 分析步3所有子步的I型SIFs。
一旦計(jì)算出SIF，就可以用它們來定義裂紋的擴(kuò)展。必須定義一個(gè)載荷計(jì)劃，它可能使用部分或全部SIF。
展開 算例丨基于ABAQUS的滾子軸承保持架橫梁裂紋擴(kuò)展仿真分析
裂紋在開始擴(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開裂狀態(tài)，當(dāng)=1時(shí)（紅色），表示完全開裂；當(dāng)=0時(shí)（深藍(lán)色），標(biāo)識(shí)完全不開裂；當(dāng)0~1之間時(shí)，不同開裂程度。
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)。
文章來源：CAE仿真學(xué)社
展開 
ABAQUS中的斷裂力學(xué)及裂紋分析(原創(chuàng))
1．為什么我設(shè)置理想彈塑性(epp)分析的時(shí)候得到的xx,yy方向或者最大應(yīng)力值Sxx, Syy會(huì)超過材料的屈服強(qiáng)度Sy呢, 這分析結(jié)果可能嗎？這是因?yàn)樵?em>ABAQUS中對(duì)應(yīng)等于材料的屈服強(qiáng)度的是von Mises等效應(yīng)力Se=Sy，因此在平面應(yīng)變的條件下，xx方向的應(yīng)力Sxx=Sy*pi/SRQT(3)>Sy, 而Syy=Sy*(2+pi)/SRQT(3), 大概是3倍的屈服應(yīng)力。所以得到大于材料的屈服強(qiáng)度的xx及yy方向應(yīng)力是正常的。2．為什么設(shè)置collapse element的時(shí)候?qū)椥?em>分析在中間就一個(gè)點(diǎn)而要把單元邊上的中點(diǎn)移到1/4處，但彈塑性分析卻要在中間設(shè)置一圈點(diǎn)并且保持單元邊上的中點(diǎn)位置不變呢？這個(gè)其實(shí)不是隨便定的，在有限元中分析裂紋時(shí)，對(duì)彈性分析需要模擬裂尖1/SQRT(r)的奇異性，這樣在把單元邊上的中點(diǎn)移到1/4處后計(jì)算出來的等參單元拉格郎日型函數(shù)對(duì)應(yīng)的u field正好包含1/ SQRT(r)項(xiàng)，事實(shí)上這一方法在斷裂力學(xué)的數(shù)值模擬發(fā)展史上是很巧妙的一個(gè)發(fā)現(xiàn)，至今仍然被廣泛采用。至于理想彈塑性分析需要模擬裂尖1/r的奇異性, 這樣大家都知道在把單元邊上的點(diǎn)放在到1/2處后計(jì)算出來的正常的等參單元拉格郎日型函數(shù)對(duì)應(yīng)的u field包含1/ r項(xiàng), 可以模擬彈塑性分析需要的裂尖1/r的奇異性。所以在看似動(dòng)手點(diǎn)幾下就能實(shí)現(xiàn)的分析模式后面有很清楚漂亮的理論作支持。還有就是比較新的cohesive element單元。需要定義damage initiation和evolution的準(zhǔn)則， softening準(zhǔn)則目前只有l(wèi)inear和exponential，但對(duì)一般材料也夠用了。然后通過設(shè)置后處理display group可以看到裂紋擴(kuò)展情況。
展開 ABAQUS中的斷裂力學(xué)及裂紋分析總結(jié)
1．為什么設(shè)置理想彈塑性(epp)分析的時(shí)候得到的xx,yy方向或者最大應(yīng)力值Sxx, Syy會(huì)超過材料的屈服強(qiáng)度Sy呢, 這分析結(jié)果可能嗎？
這是因?yàn)樵?em>ABAQUS中對(duì)應(yīng)等于材料的屈服強(qiáng)度的是von Mises等效應(yīng)力Se=Sy，因此在平面應(yīng)變的條件下，xx方向的應(yīng)力Sxx=Sy*pi/SRQT(3)>Sy, 而Syy=Sy*(2+pi)/SRQT(3), 大概是3倍的屈服應(yīng)力。所以得到大于材料的屈服強(qiáng)度的xx及yy方向應(yīng)力是正常的。
2．為什么設(shè)置collapse element的時(shí)候?qū)椥?em>分析在中間就一個(gè)點(diǎn)而要把單元邊上的中點(diǎn)移到1/4處，但彈塑性分析卻要在中間設(shè)置一圈點(diǎn)并且保持單元邊上的中點(diǎn)位置不變呢？
這個(gè)其實(shí)不是隨便定的，在有限元中分析裂紋時(shí)，對(duì)彈性分析需要模擬裂尖1/SQRT(r)的奇異性，這樣在把單元邊上的中點(diǎn)移到1/4處后計(jì)算出來的等參單元拉格郎日型函數(shù)對(duì)應(yīng)的u field正好包含1/ SQRT(r)項(xiàng)，事實(shí)上這一方法在斷裂力學(xué)的數(shù)值模擬發(fā)展史上是很巧妙的一個(gè)發(fā)現(xiàn)，至今仍然被廣泛采用。至于理想彈塑性分析需要模擬裂尖1/r的奇異性, 這樣大家都知道在把單元邊上的點(diǎn)放在到1/2處后計(jì)算出來的正常的等參單元拉格郎日型函數(shù)對(duì)應(yīng)的u field包含1/ r項(xiàng), 可以模擬彈塑性分析需要的裂尖1/r的奇異性。所以在看似動(dòng)手點(diǎn)幾下就能實(shí)現(xiàn)的分析模式后面有很清楚漂亮的理論作支持。
也可以使用python控制seam尺寸,然后移動(dòng)partition和網(wǎng)格，我也沒嘗試過。但有一些學(xué)者有類似的結(jié)果：FRANC/FAM - A software system for the prediction of crack propagation.
In: Journal of Structural Engineering 26, No. 1, 1999, pp. 39-48.
展開 基于ABAQUS的滾子軸承保持架橫梁裂紋擴(kuò)展仿真分析
裂紋在開始擴(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開裂狀態(tài)，當(dāng)=1時(shí)（紅色），表示完全開裂；當(dāng)=0時(shí)（深藍(lán)色），標(biāo)識(shí)完全不開裂；當(dāng)0~1之間時(shí)，不同開裂程度。
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)。
文章來源：CAE技術(shù)交流
展開 abaqus和franc3d疲勞裂紋擴(kuò)展分析對(duì)比
精確估算出結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，確保結(jié)構(gòu)在服役期內(nèi)不發(fā)生疲勞失效是疲勞裂紋研究的目的。Abaqus和Franc3D均可以模擬循環(huán)載荷下的疲勞裂紋擴(kuò)展行為，本文對(duì)兩者的模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比分析。
Abaqus中可以通過直接循環(huán)法進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展分析，整個(gè)過程包含兩階段，（1）裂紋萌生階段；（2）裂紋擴(kuò)展階段。
裂紋萌生準(zhǔn)則如下
裂紋萌生后的擴(kuò)展速度采用基于能量釋放率的Paris公式進(jìn)行描述
Abaqus中通過設(shè)置關(guān)鍵字來引入裂紋擴(kuò)展模型。
*Fracture Criterion,TYPE=FATIGUE,MIXED MODE BEHAVIOR=POWER(BK or REEDER)
Franc3D與Abaqus的區(qū)別在于裂紋描述方式上，abaqus采用擴(kuò)展有限元方法來描述裂紋，F(xiàn)ranc3D則通過自適應(yīng)網(wǎng)格來描述裂紋。Franc3D內(nèi)置了多種疲勞裂紋擴(kuò)展速率模型，如下圖所示。
在計(jì)算疲勞裂紋擴(kuò)展時(shí)，Abaqus和Franc3D本質(zhì)上的物理機(jī)理是相同的，只是各自具體的實(shí)現(xiàn)方法有所區(qū)別。本文分別使用Abaqus和Franc3D模擬了含有預(yù)制裂紋平板的疲勞行為，并對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
Abaqus中模型的幾何形狀和加載方式如下圖所示。Abaqus計(jì)算出裂紋尖端的能量釋放率，并結(jié)合式(2)進(jìn)行裂紋疲勞擴(kuò)展分析。
Franc3D中的網(wǎng)格如下所示。Franc3D對(duì)裂紋尖端網(wǎng)格進(jìn)行了楔形單元?jiǎng)澐郑ㄟ^M-integral等方法計(jì)算出裂紋尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，結(jié)合Paris公式等進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展分析。
展開 基于ABAQUS的滾子軸承保持架橫梁裂紋擴(kuò)展仿真分析
基于ABAQUS的滾子軸承保持架橫梁裂紋擴(kuò)展仿真分析
Cliff_Shi 重慶大學(xué) 400044
1. 摘要
滾子軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中會(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)這一問題，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)。
2. 問題/任務(wù)描述
滾子軸承在運(yùn)行過程中，滾動(dòng)體在載荷區(qū)推動(dòng)保持架轉(zhuǎn)動(dòng)，而保持架在非承載區(qū)推動(dòng)滾動(dòng)體轉(zhuǎn)動(dòng)，滾動(dòng)體與保持架之間的載荷具有作用時(shí)間短，載荷幅值大的沖擊特征，而滾動(dòng)體與保持架的打滑加劇了兩者之間的沖擊程度，容易導(dǎo)致保持架橫梁在端部萌生裂紋與擴(kuò)展而發(fā)生斷裂，影響滾子軸承的服役性能和壽命。如圖1所示，滾動(dòng)體與保持架在區(qū)域A和B發(fā)生接觸，載荷分布面積較小，沖擊幅值較大，應(yīng)力容易在區(qū)域A、B、C和D區(qū)域集中分布，導(dǎo)致該區(qū)域內(nèi)裂紋萌生，在滾動(dòng)體的反復(fù)沖擊作用下，裂紋擴(kuò)展直至保持架橫梁斷裂。具體參考《滾針軸承滾針—保持架沖擊碰撞特征仿真分析》一文[1]。
圖1 保持架應(yīng)力集中區(qū)域A、B、C和D
3. 仿真計(jì)算采用的設(shè)備基本情況（CPU、內(nèi)存等）
Intel(R) Core(TM) i7-8565U CPU @ 1.80GHz 1.99 GHz
8.00 GB (7.88 GB 可用)
Abaqus 6.14
4.
展開 ABAQUS直裂紋、斜裂紋圍道積分計(jì)算裂紋尖端J積分
之前算過一個(gè)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(dòng)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：
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，出現(xiàn)穿透！！
上文講解了使用abaqus2020模擬二維顯示分析通用接觸下的沖擊響應(yīng)，結(jié)果很好，而且在新版本中可以很好的建立二維通用接觸，這個(gè)是軟件的一大進(jìn)步，但是這個(gè)通用接觸在處理單元?jiǎng)h除法模擬裂紋的過程中依然不能很好地建立接觸，出現(xiàn)大量明顯的穿透，下面將給出例子和結(jié)果，也希望大家注意并找到合適的解決方法。
例子：模型僅采用了通用接觸，采用了brittle cracking單元?jiǎng)h除法模擬開裂，結(jié)果出現(xiàn)了明顯穿透
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-brittle cracking-穿透.rar
ABAQUS斷裂模擬收徒 ，快速學(xué)會(huì)各種ABAQUS斷裂模擬方法 **/人（將有機(jī)會(huì)享有各種插件以及程序，價(jià)值**、專門定制視頻、全程親自教學(xué)、各種模型調(diào)試及解答問題等等，傾囊相教）
展開 
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，解決單元穿透！！
前面說到abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋出現(xiàn)明顯穿透，結(jié)果不合理，那么有什么辦法解決嗎？有，對(duì)于這樣的模型采用接觸對(duì)接觸+通用接觸可以很好的解決問題。注意，如果模型中只采用接觸對(duì)接觸，可以解決沖頭與基體之間的接觸建立問題，但是對(duì)于基體自身破壞后單元之間的穿透并不能解決，因此，還要建立基體自接觸，所以在接觸對(duì)接觸的基礎(chǔ)上再加上一個(gè)通用接觸就可以很好的解決這個(gè)問題，這里不使用軟件自帶的自接觸，因?yàn)樽越佑|在這樣的模型中很難建立起來（如果模型只涉及外表面的自接觸，那么可以使用），特別是這樣的模型都涉及內(nèi)部單元之間的接觸，下面給出一個(gè)例子和結(jié)果文件。
例子1：abaqus2020-二維-顯示分析-僅接觸對(duì)接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋
例子1：abaqus2020-二維-顯示分析-接觸對(duì)接觸+通用接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋
可以發(fā)現(xiàn)：接觸對(duì)接觸+通用接觸很好地解決了沖擊開裂下沖頭與基體、基體自身之間的穿透問題。
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸+接觸對(duì)-brittle cracking-無穿透.rar
ABAQUS斷裂模擬收徒 ，快速學(xué)會(huì)各種ABAQUS斷裂模擬方法 **/人（將有機(jī)會(huì)享有各種插件以及程序，價(jià)值**、專門定制視頻、全程親自教學(xué)、各種模型調(diào)試及解答問題等等，傾囊相教）
展開 abaqus2020-三維-顯示分析-通用接觸或接觸對(duì)接觸-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，單元穿透問題！！
1 abaqus2020-三維-顯示分析-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，僅采用通用接觸時(shí)，模型中出現(xiàn)明顯穿透，結(jié)果不合理！
2 abaqus2020-三維-顯示分析-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，僅采用接觸對(duì)接觸時(shí)，模型中出現(xiàn)少許穿透，結(jié)果相對(duì)合理，但不是最理想狀態(tài)！
3 abaqus2020-三維-顯示分析-單元?jiǎng)h除法模擬裂紋，同時(shí)采用通用接觸+接觸對(duì)接觸時(shí)，模型中無明顯穿透，結(jié)果合理！
技術(shù)鄰周報(bào)Q13：裂紋擴(kuò)展/ABAQUS/復(fù)合材料/LS-DYNA/疲勞分析/Digimat/數(shù)字化/Ansys...
4、基于子模型-全局模型技術(shù)的微動(dòng)疲勞Abaqus有限元分析
作者：
David2014
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1817891
交變荷載作用下金屬板材及構(gòu)件的微動(dòng)疲勞問題是復(fù)雜服役狀態(tài)下土木工程結(jié)構(gòu)及設(shè)備所面臨的主要挑戰(zhàn)和難題。本說明書首次提出了基于子模型和全局模型技術(shù)的微動(dòng)疲勞有限元模擬方法，并利用晶體塑性有限元方法模擬了pad和軸向體應(yīng)力作用下specimen的微動(dòng)疲勞過程，并根據(jù)等效塑性應(yīng)變分布云圖識(shí)別出模型內(nèi)部和接觸表面最先發(fā)生起裂的薄弱部位。我們所提出的方法考慮了試樣晶粒尺寸、形態(tài)和組構(gòu)等細(xì)觀特征，克服了宏-細(xì)觀尺度耦合問題，可從物理層面分析試樣的微動(dòng)疲勞特征并預(yù)測(cè)其初始起裂壽命。
5、Digimat復(fù)合材料建模平臺(tái)與Abaqus的聯(lián)合使用
作者：
320科技工作室
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復(fù)合材料以優(yōu)異的性能被廣泛應(yīng)用于航空航天、高速鐵路、新能源等領(lǐng)域，然而隨著應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，結(jié)構(gòu)也更為復(fù)雜，給復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)分析帶來了巨大的挑戰(zhàn)。尤其是在工程應(yīng)用中的強(qiáng)度失效及斷裂問題的發(fā)生，常是發(fā)生在微米量級(jí)上。傳統(tǒng)板、殼等在宏觀尺度上的理論分析方法已很難滿足實(shí)際需要。因此，借助于計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)合材料的小尺度分析是解決這一問題的關(guān)鍵。
展開 基于XFEM的裂紋擴(kuò)展仿真過程詳解和仿真經(jīng)驗(yàn)交流（二）（包括直接循環(huán)載荷步疲勞裂紋擴(kuò)展分析） ￥20
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、無網(wǎng)格方法和XFEM，其中，XFEM通過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)行一一說明，以二維模型為例，三維模型基本相同。
讀者須知：經(jīng)過很多次的仿真分析，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)的說明，至于其余兩種方法只能夠簡(jiǎn)單的說明一下其實(shí)現(xiàn)過程中的異同點(diǎn)。再次強(qiáng)調(diào)，本文只有基于Paris模型的direct cyclic分析步的仿真過程，誤買本帖的同學(xué)請(qǐng)別來罵我。
本文還將針對(duì)同學(xué)們?cè)诜抡孢^程中的一些問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。
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