abaqus剪切鎖定
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus剪切鎖定的視頻教程
ABAQUS短梁剪切層間剪切有限元分析COHESIVE CONTACT（三維hashin準則）ASTM D2344
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ABAQUS砌體結構對角剪切試驗數值模擬
本次課程主要講解了砌體結構精細化建模方法，對所涉及的磚塊本構、砂漿本構、加固面層材料本構、接觸界面間cohesive behavior的定義、軟件的實際操作和后處理分別進行了詳細的講解，課程的章節有如下7章： 1、方法介紹 2、磚塊本構 3、砂漿本構 4、接觸定義 5、加固材料本構 6、建模演示 7、后處理
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Abaqus剪切旋壓三種運動方式詳解
課程詳細示范剪切旋壓工藝仿真前處理操作，分別展示三種運動方式的操作方法： 第一章：傳統的坯料旋轉旋輪直線進給； 第二章：表格控制旋輪旋轉坯料不轉； 第三章：VDISP子程序控制旋輪旋轉坯料不轉； 第四章：對比三種方式后處理結果。 附有inp文件和子程序文件。有問題可私信交流。
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abaqus剪切鎖定的實例教程
但是局部透明化相對而言操作起來更加復雜一些，因為這里牽涉到一個——顯示組鎖定的概念。
首先需要建立透明化和非透明化的兩個（或者多個）顯示組。（或者Tools > Display Group > Create )
接下來通過Tools > Display Groups > Manager 進入如下界面：
如上圖所示，通過將不需要透明化的顯示組通過勾選來鎖定起來，再去點擊透明化按鈕，即可實現本文開篇第一幅圖所示的效果了。
完全積分的二階單元每個方向上有3個積分點，如下圖：
探究元素的階數(一階與二階)和網格密度對結果精度的影響
采用了幾種不同單元和網格密度,在Abaqus/Standard模擬懸臂梁問題：
各個模擬的末端撓度位移與理論值3.09 mm的比值如下：
對于線性的，完全集成的單元，單元再密都不準。以上撓度模擬不準是因為剪切鎖緊引起的，這是所有完全積分的一階實體單元都存在的問題==
什么是剪切閉鎖？（shear lock）
剪切鎖緊會導致單元在彎曲時過于僵硬。
根據材料力學，一個材料微元承受彎矩M時的變形如下：
單元變形的應力情況：
這種不正確的剪切應力的產生是因為線性單元的邊無法彎曲。剪切應力的存在意味著單元應變導致剪切變形，而不是預期的彎曲變形，因此整體撓度較小，也就是說單元剛度太大了
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。
對于二階單元，剪切閉鎖不是問題，因為二階單元的邊是可以彎曲的，但它依舊有細微的剪切閉鎖效應。
所以，ABAQUS文檔建議：
只有相當確定載荷會在模型中產生很小的彎曲時，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雜的應力狀態也可能shear lock。
展開 為了限制沙漏現象的擴展，ABAQUS引進了“防沙漏剛度”Hourglass stiffness，一般情況下采用默認值即可，如果確有需要可在圖1中的Hourglass control選項中設置。
圖4
四、小結
如果模型中有比較明顯的彎曲現象，為避免出現剪切自鎖現象，優先選擇二階單元，或者采用縮減積分方案（網格需要更細，通常厚度方向4層以上）。
來源： ABAQUS在巖土工程中的應用
這里對相應的算法進行簡要說明：
NH-GTN模型
屈服函數：
其中等效孔洞體積分數定義為：
孔洞體積分數包含新孔隙形核，原有空隙生長以及剪切相關的等效體積分數增加：
形核，生長，剪切相關體積分數的演化遵循：
其中：
剪切效應的修正，考慮應力狀態的影響
參數的物理含義如下
通過將文獻中的數值算法編程實現在VUMAT子程序中，可以用來實現對延性金屬材料在不同應力狀態下的損傷演化進行合理的數值預測，應用于金屬成型領域（沖壓，軋制，擠壓等）
預測修正后的模型應該在簡單拉伸情況下于abaqus自帶的GTN模型保持相同的損傷和其他狀態變量的分布，并在剪切情況中損傷發展顯著高于abaqus自帶的模型（自帶的模型忽略了剪切效應）。（為了進行對比使用于自帶的本構相同的硬化方式，模擬中使用了相同的質量縮放，但質量縮放容易產生數值振蕩，模擬的拉伸曲線存在波動。）
初步模擬結果：
拉伸情況（abaqus-VUMAT）
應力分情況
孔洞體積分數
剪切模型（abaqus-VUMAT）
不同變形時刻的應力分布
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測中與原始模型保持一致，而在剪切修正后損傷發展顯著快于原始模型，利用作者提出的方法可以應用于復雜應力狀態下金屬材料的損傷分析，相關參數部分參考文獻，其中Kw=3.T1=0.2，T2=0.7.模擬結果符合文獻所提出方法的基本趨勢。
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剪切修正模型的數值實現------《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廣為人知的微觀力學模型
周末翻閱幫助文檔，為便日后回憶，作此筆記。還在學習，拋磚引玉，如有錯誤，望指正。
完全積分的一階單元在每個方向上使用2個積分點。因此，三維單元C3D8在單元中存在2 × 2 × 2的積分點數組。完全積分的二階單元每個方向上有3個積分點，如下圖：
探究元素的階數(一階與二階)和網格密度對結果精度的影響
采用了幾種不同單元和網格密度,在Abaqus
Abaqus中韌性金屬失效分析需要定義c點的損傷初始化準則，以及cd段的損傷演化（損傷后材料剛度退化路徑）。材料軟化后可持續承載，直到達到d點，材料失效，失去承載能力。
圖1-韌性金屬的全載荷區間應力-應變曲線
圖2-韌性金屬的損傷準則
ABAQUS為韌性金屬提供不同的損傷初始化準則，大致分為兩種類型：
金屬裂紋的損傷初始化準則，包括韌性準則
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（原創，轉載請注明出處）
==概述==
本系列文章研究成熟的有限元理論基礎及在商用有限元軟件的實現方式。有限元的理論發展了幾十年已經相當成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實際應用過程中，商用CAE軟件在傳統的理論基礎上會做相應的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個主流商用軟件手冊中都會注明各個單元的理論采用了哪種理論公式，但都只是提一下用什么方法修正
在進行網格劃分時，用戶需根據分析步的類型，網格位移插值函數的階數選擇網格的類型（如圖1所示）。通常ABAQUS會默認采用縮減積分單元（Reduced Integration），本文主要介紹相關概念。以下內容參考了《塑性非線性分析原理》等書籍。
圖1
一、完全積分Full Integration和縮減積分Reduced Integration的區別
根據有限元理論，對平面
在前面的兩篇文章中，已經對Abaqus復合材料殼單元分析模型的傳統建模方法和快捷建模方法做了詳細的介紹。熟悉Abaqus復合材料分析的人都知道，在采用二維Lamina復合材料模型配合殼單元進行分析時，材料參數中除了輸入兩個方向模量E1,E2，面內泊松比及面內剪切模量G12之外，還要額外輸入兩個面外剪切模量G13和G23，如下圖所示。
這里的面外剪切模量G13和G23
后處理時通過對結果進行局部透明化顯示，可以更清晰的顯示部件內部的結果，并能保留其外輪廓。如下面圖片所示。這樣的局部透明化圖片在做匯報或者展示結果的時候相對而言會起到更好的展示效果，尤其是對于具有復雜結構的模型，因為采用剖面的方式顯示會看不到需要關注的輪廓部分，所以布局透明化就顯得很有必要了。
不論是全局透明化還是局部透明化，其實操作是類似的，都需要點擊如下按鈕來實現
threepointbending_alextrusion.rar
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==概述==
在CAE領域，從學校、實驗室的自研算法到實現真正的商業化軟件是一條無比漫長的道路。我們不研究有限元的新方法、新理論，只是研究商用有限元軟件的實現方式。有限元的理論發展了幾十年已經相當成熟，商用有限元軟件同樣也是采用這些成熟的有限元理論，只是在實際應用過程中，商用軟件在這些傳統的理論基礎上會做相應的修正以解決工程中遇到的不同問題，且各家軟件的修正方法都不一樣，每個主流商用軟件手冊中都會注明各個單元的理論采用了哪種理論公式
