abaqus模擬裂紋分叉
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-02-27
abaqus模擬裂紋分叉的視頻教程
ABAQUS-壓彎裂紋擴展模擬（XFEM-無預置裂紋）
本案例基于ABAQUS/Standard模擬了無預制裂紋樣件在壓頭壓力在載荷下發生開裂及裂紋擴展的過程。樣件材料定義了彈性，塑性參數，Maxpe Damage損傷初始化參數及損傷演化參數，為助于收斂定義了損傷穩定化參數。通過定義XFEM裂紋，壓頭在位移作用下，將試件壓彎，到一定程度產生裂紋并擴展。輸出了裂紋面應力應變情況，XFEM裂紋狀態變量。
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ABAQUS裂紋專題系列（多種裂紋模擬方法以及方法的多種實現形式）
希望此視頻的學習，能夠讓大家快速掌握各種模擬裂紋的方法，以便在文章、工程中找到適合自己的方法，也希望大家能夠提出寶貴意見，我們一起探討、一起進步。
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abaqus模擬裂紋分叉的實例教程
前幾天有人問我ABAQUS做焊點分析，我一看他給我的一片文獻，其實是用ABAQUS做裂紋擴展分析。之前也沒接觸過裂紋分析，于是照貓畫虎做了個算例，但是裂紋沒有擴展。
ABAQUS做裂紋有三種方法：contour integral，擴展有限元及VCCT法，這里用了contour integral法。
如圖所示，V形楔形處有一個預制裂紋，是采用Interaction模塊的assign seam設定的，裂紋的擴展面及方向是通過crack來設定的，類型為contour integral。材料模型定義了塑性應力-應變關系，彈性參數、GTN參數、脆性失效參數等。模型上的兩個孔，一個固支、一個勻速拉。預期當裂紋尖端的單元變形達到某一個值時將刪除單元。
您看見了就給個意見唄。
步驟：
建立模型，進行適當的partition
定義材料：分別定義了elastic彈性參數、plastic真實應力-應變關系、GTN模型參數、脆性失效參數（包括一個叫演化參數）。
定義預制裂紋、定義裂紋擴展面、方向，定義失效單元的generation。
邊界條件，提交job，查看結果。
結果：預期模型在塑性變形不是很大時就會產生裂紋擴展，但是模型產生了很大塑性變形后仍然沒有發生失效。
Mises應力場：
x方向正應力場
x方向真實應變場
x方向塑性應變場
裂紋尖端應變的結果還是挺漂亮的，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。
展開 需要注意的是，在ABAQUS中當采用圍線積分（contour integral）來計算應力強度因子時，在圍線積分的區域只能為四邊形或六面體單元，雖然裂紋尖端的網格為三角形單元，但其實際上是退化的四邊形單元（degenerated quad），后面將會介紹如何劃分裂尖網格。
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），對于通過ABAQUS創建的二維部件實例，裂紋前沿可以指定為幾何點，幾何邊線以及幾何面，裂紋尖端可以指定為幾何點，而對于外部導入的二維網格（orphan mesh），裂紋前沿可以指定為節點，單元邊和單元面，裂紋尖端尖端可以指定為節點。除此之外還需要指定裂紋面的法向矢量方向或者裂紋擴展的方向，在ABAQUS中裂紋擴展的方向也被稱為q向量，該向量將用于圍線積分的計算。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，需要對單元節點進行特殊的處理。如圖4所示，對于8節點的四邊形單元（二階單元，具有中間節點），首先ABAQUS會將四邊形單元的其中一條邊壓縮，假設該單元邊由節點a, b和c構成，壓縮之后節點a, b和c將合并共同構成裂紋尖端，隨后與裂紋尖端相連的兩條單元邊上的中間節點將會被移動到距離裂紋尖端1/4處的位置。
展開 本帖主要側重于介紹裂紋定義過程中各個選項的意義，具體的操作過程很多高手做了很好的教程，至于斷裂力學理論推薦大家看一下沈成康寫的《斷裂力學》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，而是一個缺口，則不需要assign seam，直接走下一步（定義裂紋）就行。
展開 沿晶斷裂是指金屬材料中的裂紋沿晶界擴展而產生的一種斷裂。當沿晶斷裂斷口形貌呈粒狀時又稱晶間顆粒斷裂。多數情況下沿晶斷裂屬于脆性斷裂，但也可能出現韌性斷裂，如高溫蠕變斷裂。當金屬或合金沿晶界析出連續或不連續的網狀脆性相時，在外力的作用下，這些網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單元實現多晶體沿晶開裂，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，即可實現沿晶開裂。
展開 出售模擬教程+cae文件
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沿晶斷裂是指金屬材料中的裂紋沿晶界擴展而產生的一種斷裂。當沿晶斷裂斷口形貌呈粒狀時又稱晶間顆粒斷裂。多數情況下沿晶斷裂屬于脆性斷裂，但也可能出現韌性斷裂，如高溫蠕變斷裂。當金屬或合金沿晶界析出連續或不連續的網狀脆性相時，在外力的作用下，這些網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，可以按照常規有限元的建模方式來建立。在ABAQUS中，兩種類型的裂紋均可以進行應力強度因子分析。
圖1 尖銳型裂紋和鈍形裂紋
Abaqus利用內聚力模型（cohesive zone）模擬裂紋擴展仿真案例講解
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請問各位大佬，用ABAQUS的XFEM做疲勞裂紋的模擬，如何得到裂紋長度隨壽命的關系曲線，就是后處理如何獲得裂紋長度
1 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，僅采用通用接觸時，模型中出現明顯穿透，結果不合理！
2 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，僅采用接觸對接觸時，模型中出現少許穿透，結果相對合理，但不是最理想狀態！
3 abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋，同時采用通用接觸+接觸對接觸時，模型中無明顯穿透，結果合理！
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前面說到abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元刪除法模擬裂紋出現明顯穿透，結果不合理，那么有什么辦法解決嗎？有，對于這樣的模型采用接觸對接觸+通用接觸可以很好的解決問題。注意，如果模型中只采用接觸對接觸，可以解決沖頭與基體之間的接觸建立問題，但是對于基體自身破壞后單元之間的穿透并不能解決，因此，還要建立基體自接觸，所以在接觸對接觸的基礎上再加上一個通用接觸就可以很好的解決這個問題，這里不使用軟件自帶的自接觸
上文講解了使用abaqus2020模擬二維顯示分析通用接觸下的沖擊響應，結果很好，而且在新版本中可以很好的建立二維通用接觸，這個是軟件的一大進步，但是這個通用接觸在處理單元刪除法模擬裂紋的過程中依然不能很好地建立接觸，出現大量明顯的穿透，下面將給出例子和結果，也希望大家注意并找到合適的解決方法。
例子：模型僅采用了通用接觸，采用了brittle cracking單元刪除法模擬開裂，結果出現了明顯穿透
Abaqus軟件實現裂紋擴展相場法模擬，包含8個典型案例與對應視頻教程，例如單邊拉裂紋擴展模擬，巴西圓盤裂紋擴展模擬，動態裂紋擴展模擬，接觸面裂紋擴展模擬等案例，模擬效果可看效果圖。此外還包括2篇論文和對應論文源程序案例，采用Abaqus用戶子程序實現相場法模擬。
教學視頻體積太大暫不上傳，已購買資源的可以聯系我qq872335684
注1：上述所有資料源于本人辛苦收集
ABAQUS中的LCF(LOW CYCLE FATIGUE功能結合XFEM和PARIS法則可以模擬裂紋的疲勞擴展，計算裂紋每前進一步所需要的循環次數。下面給出了具體的C3、C4與Paris參數的計算過程，和自己看論文等的一些總結與經驗，關于step的一些調整等，后面做了一個三維平板的案列，案例參考文獻中的參數，結果與文獻中較為符合，參考文獻和CAE也給出。
