abaqus 扭轉(zhuǎn)斷裂的案例
Abaqus扭轉(zhuǎn)仿真案例講解
Abaqus扭轉(zhuǎn)仿真案例講解
用ABAQUS軟件分析扭轉(zhuǎn)問(wèn)題
1、引言
在處理扭轉(zhuǎn)問(wèn)題時(shí)，常規(guī)的計(jì)算方法，往往會(huì)伴隨一些假設(shè)，這會(huì)降低了結(jié)果的準(zhǔn)確程度。根據(jù)有限元理論，使用有限元軟件求解扭轉(zhuǎn)問(wèn)題會(huì)大大提高求解的精確度，特別是對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，效果更為明顯。本文以橡膠產(chǎn)品為例，討論的在ABAQUS軟件中，如何正確完成扭轉(zhuǎn)分析，并提取需要的分析結(jié)果。
2、問(wèn)題描述
受扭轉(zhuǎn)件結(jié)構(gòu)由鋼筒和橡膠筒組成，產(chǎn)品尺寸如圖1所示。
圖1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
3、有限元建模
加載時(shí)內(nèi)芯固定，在外圈施加扭轉(zhuǎn)位移。根據(jù)產(chǎn)品的CAD結(jié)構(gòu)建立有限元模型如圖2所示：
圖2產(chǎn)品有限元模型圖
4、材料性質(zhì)定義
鋼：彈性模量EX=2×105MPa，泊松比μ=0.3
橡膠：橡膠是一種超彈性材料，對(duì)于超彈性材料，不用楊氏模量和泊松比，而用應(yīng)變勢(shì)能（U）來(lái)表達(dá)應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系。ABAQUS軟件中有兩種應(yīng)變勢(shì)能可利用，分別是多項(xiàng)式模型和奧根（Ogden）模型，本例中使用多項(xiàng)式模型，表達(dá)式如下：
式中：U—應(yīng)變勢(shì)能，Jel—彈性體積比；I1、I2—應(yīng)變不變量；Di—定義材料的壓縮性；Cij—Rinvlin系數(shù)。本例中取N=1，以橡膠材料的單軸拉伸，單軸壓縮和平面剪切實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)，并考慮到橡膠的不可壓縮性，輸入方程系數(shù)值：C01=0.36，C10=0.09，D1=0
注意事項(xiàng): 橡膠的特性錯(cuò)綜復(fù)雜，材料特性和幾何特性均呈非線性變化的。如果要準(zhǔn)確預(yù)測(cè)模型中發(fā)生變形或應(yīng)變部分的行為，那么提供的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的范圍要涵蓋計(jì)算模型中可能會(huì)出現(xiàn)的變形狀態(tài)和應(yīng)變范圍。
5、加載求解
加載時(shí)，內(nèi)鋼筒的內(nèi)套固定，即UX=UY=UZ=0,將外鋼筒的最外層結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)系定義為柱坐標(biāo)系。在此柱坐標(biāo)系中施加扭轉(zhuǎn)載荷。
展開(kāi) ABAQUS C30混凝土短柱扭轉(zhuǎn)仿真
最近做了混凝土短柱的扭轉(zhuǎn)案例，需要的可以下載。
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ABAQUS損傷斷裂 (例1) 金屬切割或沙柳切割斷裂 ￥26.67
1)該模型模擬了材料在旋轉(zhuǎn)切割下的損傷斷裂全過(guò)程，模型考慮了材料的彈性變形，塑性應(yīng)變，損傷破壞的標(biāo)準(zhǔn)，損傷演化及斷裂的全過(guò)程，并考慮了溫度的影響；
2)模型可用于模擬沙柳切割過(guò)程，金屬切割過(guò)程及材料的損傷斷裂過(guò)程。
基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉(zhuǎn)扇葉簡(jiǎn)單實(shí)例
基于ANSA與ABAQUS的橡皮筋扭轉(zhuǎn)扇葉簡(jiǎn)單實(shí)例
ABAQUS 斷裂破壞
ABAQUS 斷裂破壞
ABAQUS多晶體材料斷裂模型
多晶體材料的斷裂研究有助于深入了解材料在微觀尺度下的力學(xué)行為，包括裂紋如何形成、擴(kuò)展以及停止，這對(duì)于發(fā)展和完善固體力學(xué)和斷裂力學(xué)理論至關(guān)重要。本案例介紹在ABAQUS內(nèi)基于Voronoi建立多晶體材料晶粒及晶界模型，并進(jìn)行多晶材料的斷裂模擬。
多晶材料晶粒及晶界模型采用CAD Voronoi V3 多圖層版生成，插件可將不同組分的晶粒在CAD內(nèi)進(jìn)行分圖層繪制，可控制晶粒占比參數(shù)，以精確建立多晶體模型。
在AutoCAD內(nèi)將不同成分的晶粒分別另存為dxf格式文件，并導(dǎo)入到ABAQUS建立草圖，利用草圖建立多組晶粒及晶界部件，本案例中，共建立了五種不同的晶粒。
新建荷載施加裝置，并與多晶體模型裝配為整體，同時(shí)對(duì)不同組分的晶粒及晶界設(shè)置材料。由于本案例研究多組分晶粒模型的斷裂情況，因此不同組分的晶粒設(shè)置了不同的損傷破壞材料參數(shù)。
設(shè)置加載塊及支座與試件間的接觸。
編輯
跳轉(zhuǎn)
將下部支座固定，上部施加豎向位移，完成載荷的設(shè)置。
進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
建立作業(yè)提交計(jì)算并查看多晶模型的開(kāi)裂結(jié)果。
展開(kāi) ABAQUS斷裂與疲勞理論與案例實(shí)施 ￥20
<div contenteditable="false" width="100%">2024 年 8 月出版</div><div contenteditable="false" width="100%">MP4 |視頻：h264、1280×720 |音頻：AAC，44.1 KHz，2</div><div contenteditable="false" width="100%">通道 類型：在線學(xué)習(xí) |語(yǔ)言： 英語(yǔ) |持續(xù)時(shí)間： 28 講座 （ 2h 58m ） |大小： 1.7 GB</div><div contenteditable="false" width="100%">使用 XFEM 方法和 ABAQUS 中的巴黎定律進(jìn)行疲勞裂紋擴(kuò)展（直接循環(huán)低周疲勞方法）</div><div contenteditable="false" width="100%">你將學(xué)習(xí)什么：</div><div contenteditable="false" width="100%">斷裂力學(xué)導(dǎo)論（理論有限元法（FEM）和擴(kuò)展有限元法（XFEM）（（理論））疲勞裂紋增長(zhǎng)）（理論））ABAQUS一般解釋</div><div contenteditable="false" width="100%">疲勞模型創(chuàng)建“如何定義XFEM，如何實(shí)施巴黎法，定義預(yù)裂紋長(zhǎng)度和位置，直接循環(huán)以及如何控制精度。</div><div contenteditable="false" width="100%">三個(gè)不同的操作案例：</div><div contenteditable="false" width="100%">如何處理穩(wěn)態(tài)裂紋以計(jì)算 SIF 等斷裂力學(xué)參數(shù)。
展開(kāi) abaqus_斷裂圖文實(shí)例
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abaqus斷裂培訓(xùn)全
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“ABAQUS斷裂與失效”專題
《ABAQUS斷裂與失效分析專題》.pdf
abaqus斷裂分析例題
希望大家有用
ABAQUS結(jié)構(gòu)損傷及斷裂數(shù)值及工程應(yīng)用專題
網(wǎng)格無(wú)關(guān)性簡(jiǎn)介
案例2：T型管網(wǎng)格劃分
案例3：復(fù)雜裝配體網(wǎng)格劃分
案例4：節(jié)點(diǎn)移動(dòng)
ABAQUS
斷裂力學(xué)與損傷概述
理解斷裂力學(xué)與損傷基本技術(shù)點(diǎn)
1. ABAQUS斷裂力學(xué)功能匯總
2. 材料損傷的種類與定義過(guò)程
3. 斷裂力學(xué)的應(yīng)用場(chǎng)景與技術(shù)特點(diǎn)
4. 斷裂過(guò)程對(duì)網(wǎng)格質(zhì)量的要求
5. 斷裂力學(xué)與損傷建模注意事項(xiàng)及技巧
6. 聚合層單元的剝離過(guò)程
7. 虛擬裂紋擴(kuò)展（VCCT）基本過(guò)程
8. 擴(kuò)展有限元（XFEM）詳細(xì)過(guò)程
9. 常見(jiàn)裂紋擴(kuò)展結(jié)果后處理與數(shù)據(jù)顯示
10. 斷裂力學(xué)J積分及強(qiáng)度因子等重要概念
案例5：T向焊接件焊縫表面裂紋熱固耦合應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算
案例6：壓力容器表面橢圓裂紋J積分算法
案例7：多裂紋板裂紋尖端T應(yīng)力計(jì)算
案例8：中心裂紋拉伸作用蠕變過(guò)程C*積分計(jì)算
案例9：3D雙臂梁界面擴(kuò)展模擬
案例10：三點(diǎn)彎曲三維裂
ABAQUS
斷裂與損傷常見(jiàn)注意事項(xiàng)
幾種常見(jiàn)的斷裂與損傷分析過(guò)程
掌握常見(jiàn)斷裂分析過(guò)程
斷裂與損傷力學(xué)重點(diǎn)結(jié)果處理
培訓(xùn)收費(fèi)有兩類，請(qǐng)您按自身需要靈活選擇。
展開(kāi) ABAQUS的斷裂力學(xué)工程應(yīng)用
由于脆性斷裂在事故發(fā)生前難有預(yù)兆，斷裂時(shí)又容易產(chǎn)生很多碎片，因此它是一種非常危險(xiǎn)的突發(fā)事故，危害較大。
特點(diǎn)：斷裂面和載荷方向呈90°角；可能會(huì)有（或無(wú)）微小塑性變形；斷裂表面比較粗糙或者呈水晶狀；有“人”字紋（ChevronPatterns）并且指向初始斷裂點(diǎn)。
三種模式：疲勞斷裂（Fatigue）、脆性斷裂（Brittle)、韌性斷裂（Ductile）
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斷裂模式（種類）-韌性斷裂
韌性斷裂也有叫延性斷裂，它是由于裂紋的緩慢擴(kuò)展而造成的，而這種裂紋擴(kuò)展又起源于孔穴的形成和合并。延性斷裂的斷口表面外觀特征為無(wú)光澤的纖維狀。大多數(shù)多晶體金屬的拉伸試驗(yàn)的延性斷裂有三個(gè)明顯的階段：首先，試樣開(kāi)始出現(xiàn)局部“頸縮”，并在“頸縮”區(qū)域產(chǎn)生小的分散的空穴；接著這些小空穴不斷增加和擴(kuò)大并聚合成微裂紋，裂紋方向一般垂直于拉應(yīng)力方向；最后，裂紋沿剪切面擴(kuò)展到試件表面，剪切面的方向與拉伸軸線近似成45°。斷裂形態(tài)是典型的“杯錐”失效斷面。延性斷裂在斷裂前出現(xiàn)大量的塑性變形，具有明顯的失效預(yù)兆。
特點(diǎn)：灰色的粗糙表面；斷裂面高低不平；可能有剪切唇（在斷裂邊緣與載荷成45°角）；截面收縮；斷口微觀形貌通常有韌窩。
展開(kāi) ABAQUS中輸出Cohesive單元的斷裂形式
Cohesive單元可以模擬三種基本斷裂形式：I型張開(kāi)裂縫、II型滑移裂縫、III型撕開(kāi)裂縫。其中后兩種破壞形式的驅(qū)動(dòng)力為剪切力，所以可以稱為剪切破壞。
ABAQUS中其實(shí)已經(jīng)提供了識(shí)別這兩種（拉伸和剪切）破壞形式的場(chǎng)輸出：MMIXDME、MMIXDMI。下面從定義、使用、結(jié)果演示等幾個(gè)方面進(jìn)行介紹。
定義
幫助文檔中，二者定義如下：
MMIXDME，為損傷演化過(guò)程中混合斷裂模式的比例，定義為1-m1，位于單元積分點(diǎn)位置，單元未破壞時(shí)，其數(shù)值默認(rèn)為-1；
MMIXDMI，為初始損傷時(shí)混合斷裂模式的比例，同樣定義為1-m1，位于單元積分點(diǎn)位置，單元未破壞時(shí)，其數(shù)值默認(rèn)為-1；
后面看下m1的定義：
m1為Gn（一型張開(kāi)斷裂能）與GT（三型斷裂能之和）的比值：
當(dāng)m1為1，表示完全的拉伸破壞時(shí)，對(duì)應(yīng)的MMIXDME和MMIXDMI數(shù)值為0；
當(dāng)m1為0，表示完全的剪切破壞時(shí)，對(duì)應(yīng)的MMIXDME和MMIXDMI數(shù)值為1；
通過(guò)這兩個(gè)參量，我們就可以判斷cohesive單元以哪種形式破壞為主。
使用方法
目前不支持GUI界面定義，Step模塊的場(chǎng)輸出無(wú)法找到MMIXDMI和MMIXDME。
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