abaqus裂紋延伸
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-02-27
abaqus裂紋延伸的視頻教程
ABAQUS-壓彎裂紋擴(kuò)展模擬（XFEM-無(wú)預(yù)置裂紋）
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了無(wú)預(yù)制裂紋樣件在壓頭壓力在載荷下發(fā)生開(kāi)裂及裂紋擴(kuò)展的過(guò)程。樣件材料定義了彈性，塑性參數(shù)，Maxpe Damage損傷初始化參數(shù)及損傷演化參數(shù)，為助于收斂定義了損傷穩(wěn)定化參數(shù)。通過(guò)定義XFEM裂紋，壓頭在位移作用下，將試件壓彎，到一定程度產(chǎn)生裂紋并擴(kuò)展。輸出了裂紋面應(yīng)力應(yīng)變情況，XFEM裂紋狀態(tài)變量。
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ABAQUS帶初始裂紋的節(jié)點(diǎn)低周疲勞裂紋擴(kuò)展
若有討論，請(qǐng)私信；若有錯(cuò)誤，請(qǐng)指教，并見(jiàn)諒，謝謝； 主要講解了ABAQUS中xfem帶預(yù)制裂紋的梁柱節(jié)點(diǎn)在低周（1000次）往復(fù)位移（1mm）載荷下產(chǎn)生的疲勞裂紋擴(kuò)展； 講解了部分參數(shù)意義以及paris理論在abaqus中部分參數(shù)的獲取（c3,c4）的兩種計(jì)算方法 講解了部分參數(shù)的意義及影響 本視頻主要講解建模及模型調(diào)試建議，若有錯(cuò)誤，請(qǐng)大家多多指教，謝謝
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ABAQUS裂紋專題篇--三維裂紋擴(kuò)展之兩種預(yù)制裂紋的擴(kuò)展有限元
詳細(xì)的講解了xfem理論部分，讓大家在使用xfem的時(shí)候熟知其基本原理；詳細(xì)的講解了擴(kuò)展有限元三維裂紋擴(kuò)展的兩種預(yù)制裂紋的方法；對(duì)比分析了遠(yuǎn)場(chǎng)圍線積分求裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子與擴(kuò)展有限元求裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的優(yōu)缺點(diǎn)等。
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abaqus裂紋延伸的實(shí)例教程
之前算過(guò)一個(gè)關(guān)于裂紋擴(kuò)展的問(wèn)題，當(dāng)時(shí)創(chuàng)建裂紋選擇的是contour intergral，后來(lái)又有人咨詢我裂紋尖端J積分的計(jì)算問(wèn)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(wèn)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：
前幾天有人問(wèn)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(méi)接觸過(guò)裂紋分析，于是照貓畫(huà)虎做了個(gè)算例，但是裂紋沒(méi)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(guò)crack來(lái)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(jiàn)了就給個(gè)意見(jiàn)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(méi)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(lái)了就完美了，可惜裂紋沒(méi)出來(lái)。
展開(kāi) 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(wèn)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(huà)好過(guò)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(kāi) 需要注意的是，在ABAQUS中當(dāng)采用圍線積分（contour integral）來(lái)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(guò)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(kāi) 裂紋在開(kāi)始擴(kuò)展以后，首先向深度方面延伸，然后裂紋擴(kuò)展方向發(fā)生明顯改變，如圖10所示，裂紋出現(xiàn)偏斜，角度約為45?，向橫梁另一面擴(kuò)展。如圖11所示為裂紋狀態(tài)圖（PHILSM），表示裂紋面上，距離裂縫的等高線（值有正有負(fù)）。如12表示保持架橫梁裂紋的statuxfem開(kāi)裂狀態(tài)，當(dāng)=1時(shí)（紅色），表示完全開(kāi)裂；當(dāng)=0時(shí)（深藍(lán)色），標(biāo)識(shí)完全不開(kāi)裂；當(dāng)0~1之間時(shí)，不同開(kāi)裂程度。
圖9 裂紋位置與擴(kuò)展趨勢(shì)分析
圖10 裂紋擴(kuò)展區(qū)域局部放大圖
圖11 裂縫狀態(tài)
圖12 裂紋statuxfem圖示
四、結(jié)論
滾子軸承常用于齒輪箱等旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，其保持架橫梁受滾動(dòng)體沖擊載荷的影響，容易在橫梁末端產(chǎn)生裂紋，并擴(kuò)展導(dǎo)致保持架失效。通過(guò)建立簡(jiǎn)化保持架橫梁3D模型，仿真分析了保持架橫梁末端裂紋的擴(kuò)展趨勢(shì)。結(jié)果顯示，裂紋在深度方向擴(kuò)展一定距離后，其擴(kuò)展方向發(fā)生45?偏轉(zhuǎn)，并繼續(xù)擴(kuò)大。分析結(jié)果為滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有益指導(dǎo)。
文章來(lái)源：CAE仿真學(xué)社
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abaqus裂紋延伸的最新內(nèi)容
在交流群中，有人多次問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題，所以直接把方法貼在了下面，希望大家可以輕松解決
Abaqus 給出的錯(cuò)誤提示：
The following XFEM cracks are failing to correctly generate. The error conditions are listed with the crack names:
Crack-1 - Crack domain
滾子軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)在滾動(dòng)體與保持架之間產(chǎn)生較大的沖擊載荷，導(dǎo)致應(yīng)力集中分布在保持架橫梁的彎折位置，誘發(fā)保持架裂紋的萌生與擴(kuò)展，影響軸承性能與壽命。針對(duì)這一問(wèn)題，本案例建立了3D保持架橫梁有限元模型，仿真分析了保持架橫梁在連續(xù)沖擊載荷作用下的裂紋萌生與擴(kuò)展過(guò)程，結(jié)果顯示，保持架末端裂紋呈近似45?擴(kuò)展，結(jié)果為滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有益指導(dǎo)。
滾子軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)在滾動(dòng)體與保持架之間產(chǎn)生較大的沖擊載荷，導(dǎo)致應(yīng)力集中分布在保持架橫梁的彎折位置，誘發(fā)保持架裂紋的萌生與擴(kuò)展，影響軸承性能與壽命。針對(duì)這一問(wèn)題，本案例建立了3D保持架橫梁有限元模型，仿真分析了保持架橫梁在連續(xù)沖擊載荷作用下的裂紋萌生與擴(kuò)展過(guò)程，結(jié)果顯示，保持架末端裂紋呈近似45?擴(kuò)展，結(jié)果為滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有益指導(dǎo)。
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
1. ABAQUS裂紋體的建立
在ABAQUS中，根據(jù)裂紋尖端的形狀可以建立兩種類型的裂紋體：尖銳（Sharp）型裂紋和鈍形（Blunt）裂紋，如圖1所示。對(duì)于尖銳型裂紋，裂紋尖端存在奇異性；而鈍形裂紋尖端可以看做是一個(gè)具有給定缺口半徑的缺口，因此裂紋尖端不存在奇異性，可以按照常規(guī)有限元的建模方式來(lái)建立。在ABAQUS中，兩種類型的裂紋均可以進(jìn)行應(yīng)力強(qiáng)度因子分析。
圖1 尖銳型裂紋和鈍形裂紋
基于ABAQUS有限元軟件平臺(tái)，應(yīng)用它的腳本接口二次開(kāi)發(fā)出一套可以用于自動(dòng)計(jì)算疲勞裂紋擴(kuò)展的程序包。該程序包可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化有限元建模、訪問(wèn)輸出數(shù)據(jù)庫(kù)及進(jìn)行其他后處理，從而避免重復(fù)建模及分析結(jié)果，顯著提高分析效率。
一.疲勞裂紋擴(kuò)展程序工作流程
二.結(jié)果輸出
創(chuàng)建模型
采用帶有單邊裂紋的整體加筋壁板作為算例。
2.后處理結(jié)果
Abaqus：使用XFEM進(jìn)行裂紋擴(kuò)展仿真案例講解
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(wèn)題。
1. 模型的建立
根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 6398
基于ABAQUS的滾子軸承保持架橫梁裂紋擴(kuò)展仿真分析
Cliff_Shi 重慶大學(xué) 400044
1. 摘要
滾子軸承在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)在滾動(dòng)體與保持架之間產(chǎn)生較大的沖擊載荷，導(dǎo)致應(yīng)力集中分布在保持架橫梁的彎折位置，誘發(fā)保持架裂紋的萌生與擴(kuò)展，影響軸承性能與壽命。針對(duì)這一問(wèn)題，建立了3D保持架橫梁有限元模型，仿真分析了保持架橫梁在連續(xù)沖擊載荷作用下的裂紋萌生與擴(kuò)展過(guò)程，結(jié)果顯示，保持架末端裂紋呈近似
圖1模型
今天，跟大家分享的是壓力容器在內(nèi)壓作用下的裂紋擴(kuò)展過(guò)程，使用的是XFEM方法，模型如圖1所示。下面詳解每個(gè)步驟的設(shè)置。
目標(biāo)：學(xué)會(huì)XFEM方法的設(shè)置及應(yīng)用。
幾何模型：本案例由兩個(gè)部分組成，一個(gè)是壓力容器部分，采用導(dǎo)入網(wǎng)格inp形成，另一部分為一個(gè)面，作為crack，后續(xù)設(shè)置XFEM裂紋使用。
材料：定義了線彈性材料steel，彈性模量
