abaqus計算裂紋的案例
分享一個通過ABAQUS計算二維穿透裂紋應力強度因子的實例 ￥10
通過ABAQUS計算二維穿透裂紋應力強度因子。理論值為396，有限元計算值為407，誤差小于3%。
ABAQUS直裂紋、斜裂紋圍道積分計算裂紋尖端J積分
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：
abaqus和franc3d疲勞裂紋擴展分析對比
計算結果如下
Abaqus計算結果
Franc3d計算結果
裂紋長度和循環數的關系
通過對比上述結果可以發現，Abaqus和Franc3D模擬得到的裂紋擴展路徑基本一致，相同的循環數作用下，Abaqus中的裂紋長度小于Franc3d中的裂紋長度。Abaqus計算得到的疲勞壽命 (4251049)比Franc3d (2342511)大一倍左右，兩者計算得到的壽命基本一致(3倍分散帶內)。
有相關問題可以聯系扣扣1653004885或者關注公眾號CAE320
展開 Abaqus擴展有限元法計算三維裂紋的擴展Step by Step ￥3
Abaqus擴展有限元法計算三維裂紋的擴展-01-20.pdf
ABAQUS計算三維孔邊角裂紋應力強度因子的實例模型 ￥15
通過ABAQUS，可以計算三維角裂紋的應力強度因子。本實例中對平板孔邊的三維角裂紋進行了模擬。
seam及crack定義如下圖：
網格如下圖：
計算后的位移云圖如下：
對裂尖進行放大觀察：
本實例的難點在于孔邊三維角裂紋的模型的建立，需要經過一系列的布爾操作（merge/cut）得到。
相應的應力強度因子可以在提交job計算完成后，到dat文件中找到。
詳細的模型可參考附件。
#ABAQUS使用vcct進行裂紋擴展計算插件
<p>虛擬裂紋閉合方法‘vcct’，廣泛應用于斷裂力學中裂紋擴展的模擬分析中，虛擬裂紋閉合法是經過對斷裂力學的不斷深入研究而提出的能夠有效計算裂紋尖端能量釋放率的一種極為有效的方法，ABAQUS軟件中在早期并未提供虛擬裂紋閉合法vcct的功能，因此必須自己二次開發程序才能進行順利進行能量的提取計算，否則，需要經過手動處理大量的數據文件才能獲得想要的結果，這個過程是極為復雜的，經過ABAQUS版本的不斷改進，在6.10版本之后的ABAQUS中都加入了vcct的計算，這使得裂紋尖端能量的計算及裂紋擴展的分析又向前邁進了一步，此帖子主要對比使用二次開發的插件及較新版本中自帶的vcct計算之間的結果對比。</p><p>模型建立：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201812/a5231bea6dd34249ac610ea6ca0698e3.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201812/a5231bea6dd34249ac610ea6ca0698e3.jpg?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201812/a5231bea6dd34249ac610ea6ca0698e3.jpg?
展開 ABAQUS xfem裂紋擴展計算應力強度因子
Delete or suppressthe interaction, or change the crack to allow growth.輸入文件未生成，作業未提交分析
想請教一下，這個應該怎么改，未勾選允許裂紋生長，想要輸出應力強度因子，但是一值提交不上
ABAQUS裂紋尖端應變、裂紋擴展模擬及問題
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 鋼裂紋磁通密度測量仿真計算 ￥1000
本案例構建了一電磁結構設備，用于測量帶有裂紋的鋼結構的測通密度，建立的結構模型如圖1所示：
圖1 幾何模型
基于COMSOL軟件的電磁場分析模塊，模擬得到了帶有多條裂紋的鋼圓柱體結構的磁通密度模，模擬結果如下圖所示：
該方法和模型可用于進行結構的缺陷檢測，歡迎交流模型！
斷裂力學—有限寬板含雙邊裂紋的應力強度因子計算 ￥19.89
第一章 引言
工程分析中材料中的裂紋會對結構可靠性帶來很大地影響.歷史上有很多航空航天事故、建筑事故都是由于裂紋引起的斷裂導致結構失效，為了檢驗結構是否能夠一般用于判斷裂紋是否延伸地重要判據就是應力強度因子K ( Stress Intensity Factor,SIF).在具體地工程分析中,評估含裂紋結構穩定性,只需要計算含裂紋結構在要求地工況下地裂紋尖端應力強度因子K值若K>Kc,則裂紋會發生擴展,導致結構失效.傳統的強度觀點通常把材料視為理想材料即材料是連續、均勻、各向同性的,但實際工況中材料很難達到理想狀態。為了確保含裂紋構件長期穩定地安全運行必須對不可避免存在的裂紋對構件的影響進行預判從而將發生損失的風險降至最低。在斷裂力學問題的分析中應力強度因子人是預判含裂紋構件發生斷裂和裂紋發生擴展速率的首要判據司。獲得應力強度因子的方法大致上可分為解析法、數值法和實驗法。有限元數值法以計算機為平臺利用計算機的計算能力和強大的建模能力可以解決工程中復雜的幾何條件和邊界條件下的實際問題而且有限元法不僅局限于線彈性問題在研究彈塑性斷裂力學、疲勞和蠕變裂紋擴展速率等問題方面也同樣適用已經成為獲得應力強度因子的主要途徑。
本文以有限寬板含雙邊穿透裂紋為研究對象，研究在不同載荷
下、不同板寬下、不同板長下的應力強度因子的計算，并且比較數值解和解析解，畫出比較圖，分析應力強度因子各量的變化趨勢，并分析誤差產生的原因。
第二章 問題描述
斷裂試樣參數： 彈性模量 E ? 210GPa ，泊松比?? 0.3 。
展開 計算平板裂紋強度因子
abaqus應力強度因子.docx
任務描述：無限大平板含有一單邊裂紋，裂紋長度為a=10mm,彈性模量E=210000,泊松比v=0.3，計算其裂紋強度因子。通過調整平板寬度，驗證平板長寬比對強度因子計算結果的影響。
設備基本情況：CPU：AMD Ryzen 7 5800H with Radeon Graphics
內存：Samsung DDR4 3200MHZ
顯卡：NVIDIA Geforce RIX 3060 Laptop GPU
硬盤：WDC PC SN730 SDBPNIY-512G 1101476GB
處理技術、步驟如下：
Part（示例平板尺寸4m×1m）
2. Property
材料屬性，截面屬性定義及賦予
3. Assembly
裝配
4. interaction
創建、定義裂縫，選擇裂縫前端、尖端，定義q向量
對裂縫進行應力奇異設置
5. step
J積分作為線積分在有限元中計算不便，用環形積分區域代替計算，number of contours代表積分圍數，4即取裂尖單元外第四圈單元作為環形區域積分
6. load
設置約束及加載
7. mesh
小圓內設置quad-dominated（sweep），圓環區域quad（sweep），其他區域quad-dominated（free）（medial axis）
8. job，visualization
提交運算以及結果
耗時情況：
計算時間約半分鐘。
展開 
材料含裂紋的強度計算
它首先定義一個新裂紋(NEW)，
然后指明要計算的裂紋參數(TPYE)是應力強度因子（SIFS）,
接著說明該裂紋的尖端節點（CTNC）是前面定義的組件CRACKTIP，
然后說明該裂紋是對稱的（SYMM,ON ）
接著指明在進行積分時所用到的等值點的數目是6.
接著指明裂紋的坐標系是全局坐標系，而裂紋面的法線方向是Y軸方向。
在命令窗口中輸入
ALLSEL,ALL
FINISH
上述命令用于選擇所有對象，然后退出前處理器。
2. 求解
在命令窗口中輸入
/SOLU
ANTYPE,STATIC
SOLVE
FINI
上述命令含義簡單，就是設置為靜力學分析，計算完后就退出求解器。
3. 后處理
在命令窗口中輸入
/POST1
*GET,K,CINT,1,CTIP,1,,5,,K1
*STATUS,K
上述命令進入了后處理，并提取裂紋尖端處的應力集中因子，然后顯示該值的大小。結果如下圖。
可見，該點處的應力集中因子是1.041.
在測出該材料的斷裂韌度后，用斷裂韌度除以應力集中因子，就得到安全系數，從而可以判斷，對于該裂紋構件，在此工作應力的作用下，裂紋是否會進一步擴展(K判據)。
展開 XFEM裂紋仿真之Paris參數說明、計算與調試經驗 ￥15
ABAQUS中的定義的Paris公式是以能量釋放率G為參數的，與我們一般用的K為參數的情況不同，其參數詳細說明可以查閱ABAQUS16.4，如下圖所示：
其中，c1和c2用于判斷裂紋的起裂，即裂紋從無到有的過程，判斷準則如下。在預制裂紋的情況下，一般只要將c1設置為正數，c2設置為負數，這兩個參數對于結果的影響不大；無預制裂紋的情況下你也不能夠使用Paris這個模型。所以，我看論文上的一般設置為0.5，-1之類的。
c3和c4都是與材料有關的參數，通過標準試驗測得的，用于控制裂紋的擴展速率，在線彈性條件下，如果你有c和m（以K為參數的Paris公式的參數）的值可以進行轉換，網上以及一些論文上的轉換公式我個人表示不敢茍同，后面將說明詳細的計算過程。
我認為錯誤的計算公式
c4后面的兩個參數分別為G門檻值與G臨界值的比值，G穩定擴展上限與G臨界值的比值，一般采用經驗值，ABAQUS推薦使用0.01和0.85。
Gc1,Gc2,Gc3分別為材料在三個主方向上的臨界能量釋放率，最后三個參數為冪律公式的指數，都取1就可以
展開 Abaqus XFEM疲勞裂紋擴展(基于Paris公式)教程 ￥39.9
Abaqus XFEM疲勞裂紋擴展(基于Paris公式)教程
本文將詳細介紹在abaqus軟件中，利用擴展有限元（XFEM）實現疲勞裂紋擴展，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，預制裂紋，分析步設置，邊界條件設置）2.關鍵詞設置（裂紋擴展的Paris公式在abaqus中的換算）3.收斂問題。
1. 模型的建立
根據國標GB/T 6398-2017，金屬材料疲勞試驗疲勞裂紋擴展方法所規定的CT模型建模方法：
在abaqus中建模并且在中間畫好過渡線，可得：
再建一個預制裂紋（裂紋長度為1mm，你可以根據自己需要選擇長度）的模型：
材料賦予正常進行，賦予彈性和塑性就行，預制裂紋不需要賦予材料屬性（例子為了方便，只賦予彈性部分）
裝備部分，選擇CT模型及預制裂紋兩個part，再將預制裂紋移動至裂紋尖端:
Step設置：
本文用的是direct cycle分析步
展開 ABAQUS二維裂紋擴展模擬詳解
需要注意的是，在ABAQUS中當采用圍線積分（contour integral）來計算應力強度因子時，在圍線積分的區域只能為四邊形或六面體單元，雖然裂紋尖端的網格為三角形單元，但其實際上是退化的四邊形單元（degenerated quad），后面將會介紹如何劃分裂尖網格。
為了在ABAQUS中定義裂紋，首先需要指定裂紋面（crack front）以及裂紋尖端（crack tip），對于通過ABAQUS創建的二維部件實例，裂紋前沿可以指定為幾何點，幾何邊線以及幾何面，裂紋尖端可以指定為幾何點，而對于外部導入的二維網格（orphan mesh），裂紋前沿可以指定為節點，單元邊和單元面，裂紋尖端尖端可以指定為節點。除此之外還需要指定裂紋面的法向矢量方向或者裂紋擴展的方向，在ABAQUS中裂紋擴展的方向也被稱為q向量，該向量將用于圍線積分的計算。裂紋的定義如圖3所示。
圖3 ABAQUS裂紋定義界面
為了在裂尖單元中引入奇異性，需要對單元節點進行特殊的處理。如圖4所示，對于8節點的四邊形單元（二階單元，具有中間節點），首先ABAQUS會將四邊形單元的其中一條邊壓縮，假設該單元邊由節點a, b和c構成，壓縮之后節點a, b和c將合并共同構成裂紋尖端，隨后與裂紋尖端相連的兩條單元邊上的中間節點將會被移動到距離裂紋尖端1/4處的位置。
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