abaqus分配裂紋的案例
Abaqus / CAE兩種定義材料分配預(yù)定義字段的方法
Abaqus / CAE中的體積分?jǐn)?shù)工具創(chuàng)建專門用于材料分配預(yù)定義字段的離散字段。 通過此工具，您可以使用Abaqus / CAE中提供的零件建模技術(shù)定義復(fù)雜的歐拉材料區(qū)域。 有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見“體積分?jǐn)?shù)工具”，第28.5節(jié)。
基于ABAQUS子程序UAMP編程實(shí)現(xiàn)水平井分段多簇壓裂流量動(dòng)態(tài)分配
由于裂縫之間存在應(yīng)力干擾，各條裂縫內(nèi)壓力不同導(dǎo)致各裂縫阻力也不相同，流向各條裂縫的注入流量不斷變化并且分配不均勻。圖2為水平井各條裂縫注入流量分配示意圖。
圖2 水平井多段壓裂流量動(dòng)態(tài)分配模型
圖3并聯(lián)電阻器相似模型
注入流量動(dòng)態(tài)分配的原理根據(jù)Kirchoff第一定律，采用并聯(lián)電阻器相似模型模擬了壓裂液在各條裂縫間的分布，如圖3所示。每條裂縫被定義為一個(gè)阻力單元，在每個(gè)增量過程中，壓裂液在各條裂縫間的分配取決于流入流體的阻力，阻力被定義為裂縫與儲(chǔ)層之間的壓力差。利用ABAQUS平臺(tái)的二次開發(fā)功能，通過Fortran語(yǔ)言進(jìn)行用戶子程序UAMP的編程，求解流量分配控制方程。UAMP可用來定義當(dāng)前幅值隨任意函數(shù)的變化，每一個(gè)增量步開始前，縫內(nèi)流體壓力將通過編程指令傳入子程序中，用來求解方程（7）和（8）得到每條裂縫注入速度，求解之后將結(jié)果傳遞到ABAQUS主程序中繼續(xù)求解流—固耦合方程。
在最初始的階段，各條裂縫都會(huì)注入等量的壓裂液。但隨著裂縫的擴(kuò)展，在應(yīng)力干擾的作用下壓力阻力發(fā)生變化，下一階段會(huì)吸收不同分量的壓裂液，隨著泵送的持續(xù)進(jìn)行，大裂縫的擴(kuò)展速度將會(huì)加快，小裂縫的擴(kuò)展速度將會(huì)相對(duì)減慢，導(dǎo)致它們的形態(tài)出現(xiàn)差異。
三、有限元模型：
本模型基于前述理論分析，根據(jù)平面應(yīng)變假設(shè)，利用擴(kuò)展有限元法（XFEM）建立三條裂縫同步擴(kuò)展數(shù)值模型，見圖4。模型尺寸為400m×200m，四周位移邊界固定，地層參數(shù)以吉木薩爾蘆草溝組某井?dāng)?shù)據(jù)為例。
圖4水平井多裂縫擴(kuò)展數(shù)值模型
計(jì)算分為兩步，第一步平衡地應(yīng)力，模擬儲(chǔ)層初始的賦存狀態(tài)，第二步，以總排量為9m3/min的速度注入壓裂液模擬水力壓裂過程。
四、計(jì)算結(jié)果分析
儲(chǔ)層的孔隙壓力分布及裂縫擴(kuò)展形態(tài)如圖5所示，同時(shí)提取了壓力—流量曲線如圖6所示。
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：
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。
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Abaqus XFEM疲勞裂紋擴(kuò)展(基于Paris公式)教程 ￥39.9
Abaqus XFEM疲勞裂紋擴(kuò)展(基于Paris公式)教程
本文將詳細(xì)介紹在abaqus軟件中，利用擴(kuò)展有限元（XFEM）實(shí)現(xiàn)疲勞裂紋擴(kuò)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(yù)制裂紋，分析步設(shè)置，邊界條件設(shè)置）2.關(guān)鍵詞設(shè)置（裂紋擴(kuò)展的Paris公式在abaqus中的換算）3.收斂問題。
1. 模型的建立
根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 6398-2017，金屬材料疲勞試驗(yàn)疲勞裂紋擴(kuò)展方法所規(guī)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(gè)預(yù)制裂紋（裂紋長(zhǎng)度為1mm，你可以根據(jù)自己需要選擇長(zhǎng)度）的模型：
材料賦予正常進(jìn)行，賦予彈性和塑性就行，預(yù)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(yù)制裂紋兩個(gè)part，再將預(yù)制裂紋移動(dòng)至裂紋尖端:
Step設(shè)置：
本文用的是direct cycle分析步
展開 ABAQUS二維裂紋擴(kuò)展模擬詳解
需要注意的是，在ABAQUS中當(dāng)采用圍線積分（contour integral）來計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子時(shí)，在圍線積分的區(qū)域只能為四邊形或六面體單元，雖然裂紋尖端的網(wǎng)格為三角形單元，但其實(shí)際上是退化的四邊形單元（degenerated quad），后面將會(huì)介紹如何劃分裂尖網(wǎng)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(duì)于通過ABAQUS創(chuàng)建的二維部件實(shí)例，裂紋前沿可以指定為幾何點(diǎn)，幾何邊線以及幾何面，裂紋尖端可以指定為幾何點(diǎn)，而對(duì)于外部導(dǎo)入的二維網(wǎng)格（orphan mesh），裂紋前沿可以指定為節(jié)點(diǎn)，單元邊和單元面，裂紋尖端尖端可以指定為節(jié)點(diǎn)。除此之外還需要指定裂紋面的法向矢量方向或者裂紋擴(kuò)展的方向，在ABAQUS中裂紋擴(kuò)展的方向也被稱為q向量，該向量將用于圍線積分的計(jì)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(duì)單元節(jié)點(diǎn)進(jìn)行特殊的處理。如圖4所示，對(duì)于8節(jié)點(diǎn)的四邊形單元（二階單元，具有中間節(jié)點(diǎn)），首先ABAQUS會(huì)將四邊形單元的其中一條邊壓縮，假設(shè)該單元邊由節(jié)點(diǎn)a, b和c構(gòu)成，壓縮之后節(jié)點(diǎn)a, b和c將合并共同構(gòu)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(jié)點(diǎn)將會(huì)被移動(dòng)到距離裂紋尖端1/4處的位置。
展開 abaqus 未能定位裂紋尖端
大佬們，如圖xfem中未能定位裂紋尖端怎么解決
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
XFEM與CFEM的最根本區(qū)別在于, 它所使用的網(wǎng)格與結(jié)構(gòu)內(nèi)部的幾何或物理界面無關(guān), 從而克服了在諸如裂紋尖端等高應(yīng)力和變形集中區(qū)進(jìn)行高密度網(wǎng)格剖分所帶來的困難, 模擬裂紋生長(zhǎng)時(shí)也無需對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行重新剖分.重點(diǎn)介紹XFEM的基本原理、實(shí)施步驟及應(yīng)用實(shí)例等, 并進(jìn)行必要的評(píng)述. 單位分解概念保證了XFEM的收斂, 基于此, XFEM通過改進(jìn)單元的形狀函數(shù)使之包含問題不連續(xù)性的基本成分, 從而放松對(duì)網(wǎng)格密度的過分要求。
如圖2所示為滾子軸承保持架橫梁XFEM模型，局部裂紋布置在保持架橫梁末端，保持架橫梁長(zhǎng)30 mm，寬度為2 mm，材料為鋼。在建模過程中，采用ANSA建立保持架橫梁健康狀態(tài)下的有限元模型，并將其以INP文件導(dǎo)入ABAQUS中，在PART中建立裂紋部件，并將其組合到一起，共121249個(gè)單元。
圖2 滾子軸承保持架XFEM模型
關(guān)鍵步驟如下：
1）如圖3所示為材料定義和裂紋擴(kuò)展屬性定義；
圖3 材料定義和裂紋擴(kuò)展屬性定義
2）如圖4所示為求解載荷步定義；
圖4 載荷步定義
3）如圖5所示為裂紋區(qū)域及裂紋位置定義；如圖6為裂紋Interaction定義；
圖5裂紋區(qū)域及裂紋位置定義
圖6 裂紋Interaction定義
4）如圖7所示為定義載荷與約束；
圖7 定義載荷與約束
5）如圖8所示求解。
圖8 求解
三、結(jié)果與討論
如圖9所示為保持架橫梁末端裂紋的擴(kuò)展趨勢(shì)圖，結(jié)果顯示，初試裂紋深度為0.45 mm，垂直于保持架橫梁表面，施加載荷為708 N。
展開 ABAQUS對(duì)裂紋模擬的探討
但在模擬過程中遇到了大量問題,下述主要討論模擬裂紋開裂時(shí)其前處理過程中模型建立的要點(diǎn)及后處理過程中斷裂判據(jù)的運(yùn)用方法,在計(jì)算中如果網(wǎng)格變形過大,計(jì)算結(jié)果將失真或無法收斂,這時(shí)就需要進(jìn)行網(wǎng)格重組。
ABAQUS利用Cohesive單元模擬多晶材料沿晶裂紋
沿晶斷裂是指金屬材料中的裂紋沿晶界擴(kuò)展而產(chǎn)生的一種斷裂。當(dāng)沿晶斷裂斷口形貌呈粒狀時(shí)又稱晶間顆粒斷裂。多數(shù)情況下沿晶斷裂屬于脆性斷裂，但也可能出現(xiàn)韌性斷裂，如高溫蠕變斷裂。當(dāng)金屬或合金沿晶界析出連續(xù)或不連續(xù)的網(wǎng)狀脆性相時(shí)，在外力的作用下，這些網(wǎng)狀脆性相將直接承受載荷，很易于破碎形成裂紋并使裂紋沿晶界擴(kuò)展，造成試樣沿晶界斷裂，它是完全脆性的正斷。
在ABAQUS中可以利用Cohesive單元實(shí)現(xiàn)多晶體沿晶開裂，首先在ABAQUS中建立多晶體模型，然后在晶界插入cohesive單元，賦予cohesive單元損傷演化材料屬性，即可實(shí)現(xiàn)沿晶開裂。
展開 ABAQUS仿真復(fù)合材料修復(fù)裂紋板
我做的是用CFRP修復(fù)含裂紋鋼板的極限強(qiáng)度仿真 通俗的說就是 一塊含有裂紋的鋼板 用粘合劑把復(fù)合材料貼上去 最好拉伸鋼板 根據(jù)載荷位移曲線 確定修復(fù)后裂紋鋼板的極限強(qiáng)度 請(qǐng)問有大佬會(huì)做嗎 有償指導(dǎo)一下 聯(lián)系電話15730888781 微信xxy15730888781
abaqus如何提取裂紋長(zhǎng)度
請(qǐng)問各位大佬，abaqus使用XFEM方法用direct cycle 模擬疲勞裂紋擴(kuò)展，在后處理中怎么提取裂紋擴(kuò)展過程中每擴(kuò)展一步的裂紋長(zhǎng)度a，疲勞循環(huán)次數(shù)N和裂紋能量釋放率G
Abaqus裂紋（Contour Integral）模擬注意事項(xiàng)
本帖主要側(cè)重于介紹裂紋定義過程中各個(gè)選項(xiàng)的意義，具體的操作過程很多高手做了很好的教程，至于斷裂力學(xué)理論推薦大家看一下沈成康寫的《斷裂力學(xué)》一書。
裂紋的定義和輸出需要用到interaction模塊和step模塊：
一、Interaction模塊
1.1 預(yù)制裂紋（步驟：菜單/special/crack/assign seam）
注意：并不是作裂紋分析都要定義seam，如果你的裂紋不是一條縫，而是一個(gè)缺口，則不需要assign seam，直接走下一步（定義裂紋）就行。
展開 ABAQUS中的斷裂力學(xué)及裂紋分析(原創(chuàng))
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)椥苑治鲈谥虚g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。裂紋擴(kuò)展不是ABAQUS的強(qiáng)項(xiàng)，目前比較方便的只能用cohesive element，我做過幾個(gè)模型效果還可以，但對(duì)應(yīng)的參數(shù)需要一定的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支持，否則做出來了也不知道對(duì)不對(duì)。
展開 #ABAQUS使用vcct進(jìn)行裂紋擴(kuò)展計(jì)算插件
<p>虛擬裂紋閉合方法‘vcct’，廣泛應(yīng)用于斷裂力學(xué)中裂紋擴(kuò)展的模擬分析中，虛擬裂紋閉合法是經(jīng)過對(duì)斷裂力學(xué)的不斷深入研究而提出的能夠有效計(jì)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(fā)程序才能進(jìn)行順利進(jìn)行能量的提取計(jì)算，否則，需要經(jīng)過手動(dòng)處理大量的數(shù)據(jù)文件才能獲得想要的結(jié)果，這個(gè)過程是極為復(fù)雜的，經(jīng)過ABAQUS版本的不斷改進(jìn)，在6.10版本之后的ABAQUS中都加入了vcct的計(jì)算，這使得裂紋尖端能量的計(jì)算及裂紋擴(kuò)展的分析又向前邁進(jìn)了一步，此帖子主要對(duì)比使用二次開發(fā)的插件及較新版本中自帶的vcct計(jì)算之間的結(jié)果對(duì)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?
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