abaqus 簡(jiǎn)單剪切
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus 簡(jiǎn)單剪切的視頻教程
ABAQUS短梁剪切層間剪切有限元分析COHESIVE CONTACT（三維hashin準(zhǔn)則）ASTM D2344
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Abaqus剪切旋壓三種運(yùn)動(dòng)方式詳解
課程詳細(xì)示范剪切旋壓工藝仿真前處理操作，分別展示三種運(yùn)動(dòng)方式的操作方法： 第一章：傳統(tǒng)的坯料旋轉(zhuǎn)旋輪直線進(jìn)給； 第二章：表格控制旋輪旋轉(zhuǎn)坯料不轉(zhuǎn)； 第三章：VDISP子程序控制旋輪旋轉(zhuǎn)坯料不轉(zhuǎn)； 第四章：對(duì)比三種方式后處理結(jié)果。 附有inp文件和子程序文件。有問題可私信交流。
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abaqus 簡(jiǎn)單剪切的實(shí)例教程
foam, rubber, hyperelastic, hyperfoam, low density foam
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/pure-shear
https://en.wikipedia.org/wiki/Simple_shear#Simple_shear_stress%E2%80%93strain_relation
Simple shear is a deformation in which parallel planes in a material remain parallel and maintain a constant distance, while translating relative to each other.
https://www.youtube.com/watch?app=desktop&v=srgMoMoHU1A
展開 基于黃永剛umat的FCC多晶在簡(jiǎn)單剪切變形下的有限元分析
1，使用neper軟件生成包含500個(gè)晶粒的幾何模型
2，賦予相應(yīng)的材料參數(shù)（基于腳本完成材料的批量賦值）
3，施加相應(yīng)的邊界條件（X0方向完全固定，X1方向施加Z1方向0.15mm的位移）
4，結(jié)果與后處理
5，模型文件見附錄
6，提供材料屬性賦予腳本
完全積分的二階單元每個(gè)方向上有3個(gè)積分點(diǎn)，如下圖：
探究元素的階數(shù)(一階與二階)和網(wǎng)格密度對(duì)結(jié)果精度的影響
采用了幾種不同單元和網(wǎng)格密度,在Abaqus/Standard模擬懸臂梁?jiǎn)栴}：
各個(gè)模擬的末端撓度位移與理論值3.09 mm的比值如下：
對(duì)于線性的，完全集成的單元，單元再密都不準(zhǔn)。以上撓度模擬不準(zhǔn)是因?yàn)?em>剪切鎖緊引起的，這是所有完全積分的一階實(shí)體單元都存在的問題==
什么是剪切閉鎖？（shear lock）
剪切鎖緊會(huì)導(dǎo)致單元在彎曲時(shí)過于僵硬。
根據(jù)材料力學(xué)，一個(gè)材料微元承受彎矩M時(shí)的變形如下：
單元變形的應(yīng)力情況：
這種不正確的剪切應(yīng)力的產(chǎn)生是因?yàn)榫€性單元的邊無(wú)法彎曲。剪切應(yīng)力的存在意味著單元應(yīng)變導(dǎo)致剪切變形，而不是預(yù)期的彎曲變形，因此整體撓度較小，也就是說(shuō)單元?jiǎng)偠忍罅?剪切鎖定只影響完全積分的一階單元在彎曲載荷下的單元性能。
對(duì)于二階單元，剪切閉鎖不是問題，因?yàn)槎A單元的邊是可以彎曲的，但它依舊有細(xì)微的剪切閉鎖效應(yīng)。
所以，ABAQUS文檔建議：
只有相當(dāng)確定載荷會(huì)在模型中產(chǎn)生很小的彎曲時(shí)，才推薦使用完全積分的一階單元。完全積分的二階單元在復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)也可能shear lock。
展開 這里對(duì)相應(yīng)的算法進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明：
NH-GTN模型
屈服函數(shù)：
其中等效孔洞體積分?jǐn)?shù)定義為：
孔洞體積分?jǐn)?shù)包含新孔隙形核，原有空隙生長(zhǎng)以及剪切相關(guān)的等效體積分?jǐn)?shù)增加：
形核，生長(zhǎng)，剪切相關(guān)體積分?jǐn)?shù)的演化遵循：
其中：
剪切效應(yīng)的修正，考慮應(yīng)力狀態(tài)的影響
參數(shù)的物理含義如下
通過將文獻(xiàn)中的數(shù)值算法編程實(shí)現(xiàn)在VUMAT子程序中，可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)延性金屬材料在不同應(yīng)力狀態(tài)下的損傷演化進(jìn)行合理的數(shù)值預(yù)測(cè)，應(yīng)用于金屬成型領(lǐng)域（沖壓，軋制，擠壓等）
預(yù)測(cè)修正后的模型應(yīng)該在簡(jiǎn)單拉伸情況下于abaqus自帶的GTN模型保持相同的損傷和其他狀態(tài)變量的分布，并在剪切情況中損傷發(fā)展顯著高于abaqus自帶的模型（自帶的模型忽略了剪切效應(yīng)）。（為了進(jìn)行對(duì)比使用于自帶的本構(gòu)相同的硬化方式，模擬中使用了相同的質(zhì)量縮放，但質(zhì)量縮放容易產(chǎn)生數(shù)值振蕩，模擬的拉伸曲線存在波動(dòng)。）
初步模擬結(jié)果：
拉伸情況（abaqus-VUMAT）
應(yīng)力分情況
孔洞體積分?jǐn)?shù)
剪切模型（abaqus-VUMAT）
不同變形時(shí)刻的應(yīng)力分布
T=0.1s
局部放大圖
T=0.5s
局部放大圖
T=0.6s
局部放大圖
可以看到模型在拉伸預(yù)測(cè)中與原始模型保持一致，而在剪切修正后損傷發(fā)展顯著快于原始模型，利用作者提出的方法可以應(yīng)用于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下金屬材料的損傷分析，相關(guān)參數(shù)部分參考文獻(xiàn)，其中Kw=3.T1=0.2，T2=0.7.模擬結(jié)果符合文獻(xiàn)所提出方法的基本趨勢(shì)。
最后，如果有相關(guān)需要?dú)g迎通過公眾號(hào)“320科技工作室”聯(lián)系我們。
展開 為了限制沙漏現(xiàn)象的擴(kuò)展，ABAQUS引進(jìn)了“防沙漏剛度”Hourglass stiffness，一般情況下采用默認(rèn)值即可，如果確有需要可在圖1中的Hourglass control選項(xiàng)中設(shè)置。
圖4
四、小結(jié)
如果模型中有比較明顯的彎曲現(xiàn)象，為避免出現(xiàn)剪切自鎖現(xiàn)象，優(yōu)先選擇二階單元，或者采用縮減積分方案（網(wǎng)格需要更細(xì)，通常厚度方向4層以上）。
來(lái)源： ABAQUS在巖土工程中的應(yīng)用
abaqus 簡(jiǎn)單剪切的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
abaqus 簡(jiǎn)單剪切的最新內(nèi)容
Damask2.0.3版本是最后一個(gè)和Abaqus有接口的版本，在Damask2.0.3的官網(wǎng)中已經(jīng)進(jìn)行了聲明，目前最新的版本已經(jīng)不支持和Abaqus聯(lián)合使用。但是Damask和abaqus聯(lián)合使用仍然是學(xué)習(xí)晶體塑性有限元方法不錯(cuò)的工具。我曾使用過Abaqus聯(lián)合damask平臺(tái)，這里我對(duì)使用過程中個(gè)人的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹，希望各位讀者在研究過程中少一些技術(shù)上的障礙。
1.軟件安裝
剪切修正模型的數(shù)值實(shí)現(xiàn)------《Nielsen KL, Tvergaard V. Ductile shear failure or plug failure of spot welds modelled by modified Gurson model. Engineering Fracture Mechanics 2010;77:1031–47.》
GTN模型是韌性斷裂的一個(gè)廣為人知的微觀力學(xué)模型
利用ABAQUS自定義單元子程序，既可以開發(fā)新的單元，同時(shí)也可以定義新的材料本構(gòu)模型。本文以損傷模型簡(jiǎn)單應(yīng)用于4節(jié)點(diǎn)平面單元為案例，介紹ABAQUS UEL的開發(fā)和使用。
如上圖所示，該單元包含4個(gè)節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)有兩個(gè)自由度，分別在水平（X）和垂直（Y）方向運(yùn)動(dòng)。節(jié)點(diǎn)1的兩個(gè)自由度被固定，節(jié)點(diǎn)4的水平自由度被固定，節(jié)點(diǎn)2的垂直自由度被固定。節(jié)點(diǎn)3和節(jié)點(diǎn)4在垂直方向上向上運(yùn)動(dòng)，位移為0.1mm
<p class="ql-align-justify">abaqus中周期性邊界條件的施加一般通過方程約束，手動(dòng)設(shè)置不僅繁瑣而且很容易出錯(cuò)。根據(jù)文獻(xiàn)《Unit cells for micromechanical analyses of particle-reinforced composites》中簡(jiǎn)單立方體胞元周期性邊界條件的施加方法，開發(fā)Python腳本，可以根據(jù)用戶提供的三維數(shù)組創(chuàng)建網(wǎng)格
之前材料壓潰斷裂一直用Ls-dyna計(jì)算的，但考慮Abaqus利用Python參數(shù)化建模的優(yōu)越性，所以采用Abaqus分析材料的壓潰斷裂。對(duì)標(biāo)Ls-dyna的雙線性塑性材料模型MAT-24，考慮失效應(yīng)變這一個(gè)斷裂指標(biāo)。
材料參數(shù)：這里選擇Abaqus中最常用的金屬斷裂模型——Ductile Damage（延性損傷），材料參數(shù)如下：
材料參數(shù)模型（熱膨脹可忽略）
其中關(guān)于損傷失效的參數(shù)為
本文利用ABAQUS UMAT子程序，簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)了混凝土受拉狀態(tài)下的破壞。本構(gòu)模型的實(shí)現(xiàn)算法摘抄自DeBorst的書籍《Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures》，基本如下：
為了簡(jiǎn)化模型，筆者將書中損傷部分做了簡(jiǎn)化，不再采用損傷屈服面進(jìn)行判定。損傷影子w的計(jì)算直接由塑性等效應(yīng)變確定
foam, rubber, hyperelastic, hyperfoam, low density foam
https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/pure-shear
https://en.wikipedia.org/wiki/Simple_shear#Simple_shear_stress%E2%80%93strain_relation
周末翻閱幫助文檔，為便日后回憶，作此筆記。還在學(xué)習(xí)，拋磚引玉，如有錯(cuò)誤，望指正。
完全積分的一階單元在每個(gè)方向上使用2個(gè)積分點(diǎn)。因此，三維單元C3D8在單元中存在2 × 2 × 2的積分點(diǎn)數(shù)組。完全積分的二階單元每個(gè)方向上有3個(gè)積分點(diǎn)，如下圖：
探究元素的階數(shù)(一階與二階)和網(wǎng)格密度對(duì)結(jié)果精度的影響
采用了幾種不同單元和網(wǎng)格密度,在Abaqus
利用connector單元模擬小車行駛并且過一個(gè)障礙，加了減震效果，但是車輛轉(zhuǎn)速一高就算不下去了，還在研究中，有懂connector單元用法的小伙伴可以一起討論
基于黃永剛umat的FCC多晶在簡(jiǎn)單剪切變形下的有限元分析
1，使用neper軟件生成包含500個(gè)晶粒的幾何模型
2，賦予相應(yīng)的材料參數(shù)（基于腳本完成材料的批量賦值）
3，施加相應(yīng)的邊界條件（X0方向完全固定，X1方向施加Z1方向0.15mm的位移）
4，結(jié)果與后處理
5，模型文件見附錄
6，提供材料屬性賦予腳本
