巖石裂紋擴(kuò)展的案例
用戶作品賞析 | 含節(jié)理的巖石內(nèi)乳化炸藥不耦合爆炸引起的巖石裂紋擴(kuò)展
下圖顯示了巖石在乳化炸藥爆炸作用下的裂紋擴(kuò)展過(guò)程。
結(jié)果顯示，在3500m/s爆速的乳化炸藥作用下，巖石裂紋擴(kuò)展較好，可以較準(zhǔn)確的模擬實(shí)際情況，對(duì)工程爆破具有極大的參考意義。
04
總結(jié)
本文建立了含節(jié)理的巖石爆炸模型，仿真分析了3500m/s乳化炸藥在不偶和裝藥爆炸作用下含節(jié)理的巖石的裂紋擴(kuò)展效果，獲得了巖石的裂紋分布情況。由于計(jì)算量較大，沒(méi)有分析無(wú)節(jié)理情況下裂紋擴(kuò)展情況進(jìn)行對(duì)比。
含節(jié)理的巖石內(nèi)乳化炸藥不耦合爆炸引起的巖石裂紋擴(kuò)展
3）單元：空氣、炸藥單元采用euler算法，巖石及節(jié)理采用lagrange算法，其中流體采用1e6沙漏系數(shù)，對(duì)應(yīng)關(guān)鍵字如下：
4）材料：空氣、乳化炸藥、節(jié)理及巖石*MAT_NULL、*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN、*MAT_PLASTIC_KINEMATIC及*MAT_JOHNSON_HOLMQUIST_CONCRETE本構(gòu)。詳細(xì)材料本構(gòu)及狀態(tài)方程關(guān)鍵字參數(shù)如下：
5）流固耦合：流體（空氣與炸藥）與固體（巖石及節(jié)理）之間采用流固耦合定義相互作用關(guān)系。流體定義多物質(zhì)組，流固耦合關(guān)鍵字如下（其中part1為巖石，part2為節(jié)理，part3為空氣，part4為炸藥）：
6）求解時(shí)間600us。
03、求解過(guò)程及結(jié)果分析
采用6核cpu和2G內(nèi)存進(jìn)行求解，需要7小時(shí)左右。
下圖顯示了巖石在乳化炸藥爆炸作用下的裂紋擴(kuò)展過(guò)程。
結(jié)果顯示，在3500m/s爆速的乳化炸藥作用下，巖石裂紋擴(kuò)展較好，可以較準(zhǔn)確的模擬實(shí)際情況，對(duì)工程爆破具有極大的參考意義。
04、總結(jié)
本文建立了含節(jié)理的巖石爆炸模型，仿真分析了3500m/s乳化炸藥在不偶和裝藥爆炸作用下含節(jié)理的巖石的裂紋擴(kuò)展效果，獲得了巖石的裂紋分布情況。由于計(jì)算量較大，沒(méi)有分析無(wú)節(jié)理情況下裂紋擴(kuò)展情況進(jìn)行對(duì)比。
來(lái)源于：ANSYS
展開(kāi) 基于LS-DYNA的地應(yīng)力作用下巖石爆破裂紋擴(kuò)展模擬-限時(shí)優(yōu)惠 ￥49.9
模擬論文發(fā)表在SCI期刊Mechanics of Materials，新版中科院分區(qū)大類一區(qū)，論文內(nèi)容為地應(yīng)力作用下巖石爆破裂紋擴(kuò)展模擬。
論文首頁(yè)
各向同性地應(yīng)力作用下爆破裂紋擴(kuò)展模擬
各向異性地應(yīng)力作用下爆破裂紋擴(kuò)展模擬
基于LS-DYNA流固耦合法下的雙孔爆破裂紋損傷擴(kuò)展模擬（附k文件） ￥18.8
與單孔爆破相比，雙孔爆破中爆破沖擊波的傳播規(guī)律和巖體的損傷裂紋擴(kuò)展過(guò)程更為復(fù)雜。有限元分析(FEM)在目前的數(shù)值分析方法中占據(jù)主導(dǎo)地位。本案例基于動(dòng)態(tài)分析軟件LS-DYNA和langange - ale流固耦合算法。采用數(shù)值模擬方法研究了爆破沖擊波在巖石介質(zhì)中的傳播規(guī)律以及爆破對(duì)爆破孔周?chē)鷰r體振動(dòng)的影響。模擬結(jié)果如下：
圖1 雙孔爆破有限元模型
圖2 炮孔周?chē)W(wǎng)格局部放大
圖3 雙孔爆破巖石裂紋擴(kuò)展
圖4 雙孔爆破巖石損傷動(dòng)態(tài)展示
本案例適用于研究爆炸、沖擊、侵徹動(dòng)力學(xué)的朋友，下面附上該模擬的K文件，大家有疑問(wèn)可以在私信我，歡迎交流！
展開(kāi) 
LS-DYNA的巖石爆生裂紋擴(kuò)展模擬方法
基于LS-DYNA軟件模擬巖石爆生裂紋擴(kuò)展一般有兩種方法：
（1）查看本構(gòu)模型的損傷云圖
常見(jiàn)的損傷模型有HJC模型、RHT模型和JH-2模型等，關(guān)鍵字*DATABASE_EXTENT_BINARY的第一個(gè)選項(xiàng)可以控制相關(guān)變量的輸出，如HJC模型對(duì)應(yīng)于history var#1。
單孔爆破：
雙孔爆破：
（2）添加關(guān)鍵字MAT_ADD_EROSION
當(dāng)本構(gòu)的損傷判據(jù)無(wú)法描述裂紋擴(kuò)展時(shí)，可利用該關(guān)鍵字對(duì)巖石單元添加失效判據(jù)，當(dāng)單元對(duì)應(yīng)的變量超過(guò)設(shè)定的閾值后，單元會(huì)被刪除。常用的失效判據(jù)如下：
可根據(jù)需要自行選擇失效準(zhǔn)則，并且該關(guān)鍵字支持多個(gè)失效判據(jù)的組合。需注意的是，其未直接給出有關(guān)拉力、拉應(yīng)變的判據(jù)，需自行改變正負(fù)號(hào)。如最大拉應(yīng)力則需選擇最小失效應(yīng)力判據(jù)，并在選項(xiàng)卡中填入負(fù)數(shù)。
單孔爆破：
雙孔爆破：
展開(kāi) PFC巖石裂紋擴(kuò)展
配圖1-6：裂紋發(fā)展圖
可以看到裂紋不像傳統(tǒng)單軸是從兩端生成裂紋，而是在裂縫附近先生成裂紋。以一個(gè)X的方向向四周擴(kuò)展。
配圖7-11：塊體圖
這里可以看到宏觀裂紋的擴(kuò)展情況，宏觀上裂紋在裂縫的兩端向受壓端延伸。
形成貫穿的裂縫后，受壓端較窄的那部分又發(fā)展新的宏觀裂紋，這個(gè)和微觀裂紋圖是一致的。
配圖12： 應(yīng)力應(yīng)變曲線
這里可以看到在應(yīng)力下降后有一個(gè)階梯，懷疑是兩端窄的部分產(chǎn)生裂縫后形成之后劇烈的衰減，沒(méi)有比對(duì)過(guò)，需要再驗(yàn)證一下。
配圖13： 裂紋演變曲線
這里的巖體為高摩擦角的性質(zhì)，以剪壞為主，拉壞只有很少的一部分。
這里的代碼是在單軸的基礎(chǔ)上修改的，唯一修改的部分就是一開(kāi)始說(shuō)明的，這里就不貼上代碼了。
后面會(huì)寫(xiě)直剪、單剪、滾刀、邊坡等，有時(shí)間就做一做，比較慢。
展開(kāi) 存在裂縫的巖石爆破裂紋擴(kuò)展
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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...
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1、含節(jié)理的巖石內(nèi)乳化炸藥不耦合爆炸引起的巖石裂紋擴(kuò)展
作者：LSDYNA+
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1817399
巖石爆破是利用炸藥的爆炸作用對(duì)巖石施加荷載，使巖石破壞的力學(xué)過(guò)程。在開(kāi)礦、地鐵掘進(jìn)、隧道工程、建筑物爆破拆除中有廣泛的應(yīng)用。該類問(wèn)題很難通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試，因此需要通過(guò)仿真獲得精確的結(jié)果。
2、基于ABAQUS分析結(jié)果的Isight試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬
作者：凌云
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1817481
有限元仿真已廣泛應(yīng)用于土木工程各領(lǐng)域，仿真計(jì)算與模型試驗(yàn)成為推動(dòng)結(jié)構(gòu)工程模擬發(fā)展的基本手段。隨著分析技術(shù)的更新，計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確度與精度不斷提高。用試驗(yàn)數(shù)據(jù)標(biāo)定計(jì)算參數(shù)已經(jīng)成為大型工程批量仿真模擬的常用方法。
3、基于LS-DYNA的復(fù)合材料防撞梁正碰剛性墻仿真
作者：
丫了個(gè)芭比
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1817830
實(shí)驗(yàn)表明，若汽車(chē)整車(chē)重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽車(chē)整備質(zhì)量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽車(chē)重量降低1%，油耗可降低0.7%。而在駕駛方面，汽車(chē)輕量化后其加速性能也將得到提高，而在碰撞時(shí)由于慣性小，制動(dòng)距離也將減少。此外，車(chē)輛每減輕100公斤，二氧化碳排放可減少約5克/公里。這些數(shù)據(jù)顯示出輕量化設(shè)計(jì)具備這樣三個(gè)優(yōu)點(diǎn)：節(jié)油、減排、提升駕駛樂(lè)趣。輕量化材料主要包括碳纖維、鋁合金、鎂合金、鈦合金、工程塑料、復(fù)合材料和高強(qiáng)度鋼等，主要用來(lái)改造和替代車(chē)身材料。
展開(kāi) 經(jīng)典案例模擬1-巖石在溫度梯度下的裂紋擴(kuò)展模擬（結(jié)果展示）
本人長(zhǎng)期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長(zhǎng)平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺(tái)柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開(kāi)發(fā)（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應(yīng)力強(qiáng)度因子、J積分等），裂紋擴(kuò)展（XFEM擴(kuò)展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復(fù)合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結(jié)模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規(guī)熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個(gè)軟件，因此對(duì)軟件認(rèn)識(shí)比較深入，對(duì)于ABAQUS軟件數(shù)值模擬非常有經(jīng)驗(yàn)，目前已經(jīng)完成有2000+的模擬案例。
如若有技術(shù)支持需要，可聯(lián)系我QQ 284589695。技術(shù)服務(wù)會(huì)適當(dāng)收費(fèi)，希望理解。
展開(kāi) 求教巖石材料XEFM模擬時(shí)的損傷模型與參數(shù)選取
請(qǐng)教各位大神，巖石材料XEFM模擬時(shí)的損傷模型與參數(shù)選取，求教一個(gè)模擬巖石裂紋擴(kuò)展的例子，參考一下參數(shù)設(shè)置小弟在這里多謝了
求教巖石材料XEFM模擬時(shí)的損傷模型與參數(shù)選取
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LS-DYNA偏心不耦合裝藥結(jié)構(gòu)下的臨自由面巖石微差爆破裂紋模擬 ￥25
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</div><p><br></p><p>裝藥偏心于臨自由面一側(cè)，可以看出臨自由面一側(cè)的巖石粉碎范圍更大，即紅色的損傷區(qū)域。并且由于反射波的作用，自由面處的巖石鼓包、隆起，并產(chǎn)生切向的裂紋。</p><p>對(duì)該模擬感興趣，可獲取K文件學(xué)習(xí)。</p>
展開(kāi) 基于智能裂紋擴(kuò)展方法在CT樣本中進(jìn)行裂紋擴(kuò)展傳播仿真 ￥5
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?chē)木W(wǎng)格自適應(yīng)細(xì)化。
?
基于XFEM的裂紋擴(kuò)展仿真過(guò)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
#############################還是先上個(gè)圖吧#################################
###### 請(qǐng)勿直接下單，聯(lián)系作者微信：SuChai_FEM 有優(yōu)惠 ########
圖0 疲勞裂紋擴(kuò)展應(yīng)力云圖
圖00 疲勞裂紋擴(kuò)展phi
圖000 疲勞裂紋擴(kuò)展a-N曲線圖
###基于Paris公式的低周疲勞裂紋擴(kuò)展仿真###
首先再次再次再次強(qiáng)調(diào)，基于Paris的裂紋擴(kuò)展仿真必須要預(yù)制裂紋，也就是說(shuō)該方法只能用于模擬裂紋的擴(kuò)展過(guò)程，而不能用于裂紋的萌生過(guò)程。
（1） 建立part：plate和crack
（2） 定義材料屬性、截面屬性和賦予截面屬性：E = 2e5， μ = 0.33，只給plate賦予截面屬性
（3） 幾何裝配：建模和裝配中的一些注意事項(xiàng)見(jiàn)貼（一），尤其是后面的網(wǎng)格劃分問(wèn)題，有可能就會(huì)導(dǎo)致所有設(shè)置都沒(méi)問(wèn)題但是裂紋根本不擴(kuò)展，當(dāng)然，裂紋死活不擴(kuò)展的可能原因有很多，我發(fā)現(xiàn)的只是其中一個(gè)。
（4） 模型劃分
（5） 設(shè)置相互作用（定義裂紋）：前面提過(guò)，ABAQUS裂紋仿真靜態(tài)裂紋參數(shù)計(jì)算和裂紋擴(kuò)展只能二選一，而且裂紋參數(shù)計(jì)算只能用于三維模型，因此這里默認(rèn)為裂紋發(fā)生擴(kuò)展。注意：這里最好要定義接觸條件，不然后面的關(guān)鍵詞你不知道寫(xiě)在哪，那樣更麻煩。
展開(kāi) 裂紋及其裂紋擴(kuò)展的幾種形式
而裂紋擴(kuò)展主要考察的是窄縫，并且有尖端的情況下在窄縫受到兩側(cè)力的作用，在其尖端產(chǎn)生大的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到破壞強(qiáng)度的情況下，裂紋繼續(xù)向前擴(kuò)展，然后尖端應(yīng)力會(huì)下降，之后將停止擴(kuò)展，結(jié)果可以查看裂紋擴(kuò)展的距離和應(yīng)力變化過(guò)程，目前ANSYS Workbench可以完成的裂紋擴(kuò)展有以下幾種
1.bond接觸開(kāi)裂擴(kuò)展裂紋，沿著bond的線開(kāi)裂，結(jié)果如下圖所示，可以2D可以3D
2.尖端裂紋自由smart擴(kuò)展裂紋，采用靜力單次擴(kuò)展，擴(kuò)展方向未知
3.尖端裂紋表面橢圓方式裂開(kāi)，表面裂紋開(kāi)裂
以上為裂紋擴(kuò)展的一些方式，具體操作有很多種，而且大部分操作都不容易成功，很多情況都會(huì)報(bào)錯(cuò)，需要細(xì)細(xì)體會(huì)其用法。
展開(kāi) 