abaqus 巖石破壞
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-02-27
abaqus 巖石破壞的視頻教程
LS-DYNA巖石單軸壓縮試驗數(shù)值模擬-輸出試樣破壞模式、應(yīng)力應(yīng)變曲線
具體包括： 1.學(xué)會鋼板、試樣建模方法，接觸類型選擇和設(shè)置； 2.學(xué)會巖石損傷云圖表征試樣壓縮破壞形態(tài)方法； 3.學(xué)會mat_add_eroison單元刪除法表征試樣壓縮破壞形態(tài)； 4.學(xué)會后處理提取試樣的軸向應(yīng)力、軸向應(yīng)變的方法，講解如何計算和如何繪圖； 5.學(xué)會加載速率的設(shè)置方法； 購買課程后可在附件免費(fèi)下載K文件，歡迎隨時交流LS-DYNA問題。
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Hypermesh聯(lián)合LS-DYNA模擬超高速彈體對圓柱狀巖石侵徹動態(tài)破壞形態(tài)
本案例采用顯示動力分析有限元分析軟件 LS-DYNA，選取合適的網(wǎng)格尺寸和模型參數(shù)，建立彈體和花崗巖靶體的計算模型，采用 Lagrange 算法、花崗巖采用HJC模型，經(jīng)過不斷調(diào)試參數(shù)，獲得比較接近實(shí)驗的一組參數(shù)用于模擬，模擬和實(shí)驗的結(jié)果對照如下
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abaqus 巖石破壞的實(shí)例教程
1 引言
在<巖石邊坡工程課程---邊坡破壞模式(C1,C2)>的基礎(chǔ)上, 這個筆記簡要總結(jié)了C3的核心部分---邊坡破壞的原因, 即邊坡穩(wěn)定性的影響因素. 本質(zhì)上來說,這是一個非常寬廣和需要深入討論的話題, 但在有限的時間內(nèi)不能覆蓋所有內(nèi)容, 僅從與后面課程內(nèi)容銜接的角度講授了最重要的部分.
2 邊坡破壞的原因
影響邊坡穩(wěn)定性的因素有內(nèi)在因素與外在因素兩個方面。內(nèi)在因素包括組成邊坡巖體的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力(構(gòu)造應(yīng)力)等，這些因素常常起著控制和主導(dǎo)作用; 外在因素包括地表水和地下水的作用、地震、風(fēng)化作用、人工挖掘、爆破以及工程荷載等。此外, 邊坡外形既是內(nèi)因也是外因. 除了這些總的論述外, 本次課程把重點(diǎn)集中在節(jié)理巖體性質(zhì)和地應(yīng)力這兩個方面.
3 節(jié)理巖體的性質(zhì)
對于原巖應(yīng)力較小的淺層節(jié)理巖體，原巖本身破壞的可能性較小，主要的破壞模式是沿著不連續(xù)面發(fā)生滑動，因此巖體結(jié)構(gòu)控制著邊坡穩(wěn)定性. 首先回顧了工程地質(zhì)學(xué)的基礎(chǔ)概念: 走向,傾向,傾角, 接著著重講解了節(jié)理間距, 節(jié)理長度, 粗糙度以及節(jié)理內(nèi)的充填物等影響邊坡穩(wěn)定的關(guān)鍵因素. 一些擴(kuò)展討論參看下面的鏈接.
展開 圖1網(wǎng)格模型
4有限元分析
關(guān)于cohesive單元的嵌入，需要注意的是本次案例是在abaqus2017版本上進(jìn)行的，若是abaqus2016及以下版本則并沒有提供insert cohesive seams功能。在這里，需要打開命令mesh→edit，將類型修改為select from interior entities，按照軟件提示信息選擇模型中間內(nèi)部剖面，單擊done完成零厚度的cohesive孔壓單元，在信息窗口中提示插入單元和新建集合的情況，如圖2所示。至于其他接觸約束及邊界條件的建立參考上傳附件內(nèi)容，這里不再詳細(xì)說明。
圖2嵌入cohesive單元命令
5結(jié)果
5.1損傷單元動態(tài)分布云圖
6結(jié)論
應(yīng)用cohesive單元可以很好地模擬巖土類內(nèi)部單元損傷破壞的現(xiàn)象，相對于試驗，其簡單的仿真操作步驟極大降低了時間、經(jīng)濟(jì)成本，能夠知道巖土內(nèi)部破壞的參數(shù)優(yōu)化及損傷預(yù)測。
參考文獻(xiàn)
[1]江丙云.ABAQUS分析之美[M].北京：人民郵電出版社，2021.
展開 1 引言
在先前的課程中，討論了平面滑動和楔形滑動安全系數(shù)的計算方法【巖石邊坡工程課程---平面滑動(Planar Sliding/Wedge)穩(wěn)定性分析(C7)；[重要]巖石邊坡工程課程---楔形滑動(Wedge Sliding)分析(C8)】，這節(jié)課(C9)討論傾倒破壞(Toppling Failure)的分析方法。傾倒破壞除了出現(xiàn)在一些懸崖峭壁的地形外，露天采礦邊坡通常也會發(fā)生這種形式的破壞，一個典型的例子是Chuquicamata礦西幫邊坡發(fā)生的傾倒破壞【Chuquicamata(丘基卡馬塔)露天礦巖石力學(xué)研究】，Rapiman(1993)分析了發(fā)生破壞的原因，可能是邊坡面和臺階巖體裂縫拉伸發(fā)展導(dǎo)致的；作為Itasca的咨詢項目，Board等人(1996)使用FLAC和UDEC對這個破壞進(jìn)行了數(shù)值模擬。
因為傾倒破壞會出現(xiàn)多種破壞型式，所以沒有單一的求解方法。這節(jié)課的內(nèi)容只要求理解傾倒破壞的各種具體類型，分析方法特別是數(shù)值模擬部分涉及到多個領(lǐng)域先進(jìn)的理論和技術(shù)，已經(jīng)超出了本課程的范圍，作為一般了解即可。
2 傾倒破壞的類型
傾倒破壞(Toppling Failure)的概念最初由Goodman and Bray在上世紀(jì)70年代提出, 意指一組平行節(jié)理的巖體朝著邊坡方向發(fā)生的傾覆。按照Goodman and Bray(1976)的分類, 傾倒破壞可以分為三種形式: (a)塊體傾倒(Block Toppling); (b)屈曲傾倒(Flexural toppling); (c)塊體屈曲傾倒(Block flexure toppling)，如下圖所示。
展開 高壓水射流沖擊
1 引言
傾倒破壞(Toppling Failure) 這個詞最初是由是Goodman and Bray在上世紀(jì)70年代提出, 意指一組平行節(jié)理的巖體朝著邊坡方向發(fā)生的傾倒破壞。按照Goodman and Bray(1976)的分類, 傾倒破壞可以分為三種形式: (a) 塊體傾倒(Block Toppling); (b) 屈曲傾倒(Flexural toppling); (c) 塊體屈曲傾倒(Block flexure toppling). 如下圖所示.
過去的公眾號文章中多次討論過傾倒破壞, 參看如下的鏈接.
屈曲傾倒破壞(flexural toppling failure)
邊坡工程---巖體邊坡的破壞模式
巖土邊坡的破壞類型(C3)(Failure types of slope)
Chuquicamata(丘基卡馬塔)露天礦巖石力學(xué)研究
除了上面所述的三種傾倒模式外, Wyllie and Mah(2004)也討論過另一種傾倒模式,稱之為次傾倒模型(Secondary toppling modes). 這種破壞模式主要由巖石風(fēng)化以及人類活動引起. 最典型的情形是坡腳開挖引起邊坡上部巖體發(fā)生傾倒破壞, 如下圖(d)所示.
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abaqus 巖石破壞的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
abaqus 巖石破壞的最新內(nèi)容
附件為基于ABAQUS的【2D】及【3D】巖石混凝土的SHPB壓縮仿真模型，混凝土使用CDP（ Concrete Damaged Plasticity）混凝土損傷塑性模型本構(gòu)。
附件：SHPB2D-3D.cae，Job-2D-CDP.inp，Job-3D-CDP.inp，Result.opju
ABAQUS二維混凝土細(xì)觀靜力學(xué)單軸壓縮損傷破壞模擬
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混凝土中粗骨料與水泥砂漿之間的界面過渡區(qū)（ITZ）損傷是混凝土在荷載下發(fā)生破壞的主要因素，骨料與水泥漿體的粘結(jié)界面層損傷規(guī)律對混凝土細(xì)觀損傷研究具有重要意義。本案例通過CAD隨機(jī)球體顆粒&過渡區(qū)3D插件建立球體骨料及界面過渡區(qū)三維細(xì)觀混凝土模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)，通過Concrete Damaged Plasticity Model，研究細(xì)觀混凝土在軸壓荷載下ITZ及水泥砂漿的損傷演化規(guī)律
纖維混凝土作為土木工程領(lǐng)域常用的復(fù)合材料具備良好的抗裂性及抗沖擊性能，纖維混凝土在荷載下的破壞行為及本構(gòu)關(guān)系對其應(yīng)用范圍具有重要影響。本案例通過AutoCAD隨機(jī)三維纖維插件建立隨機(jī)投放的圓柱體纖維模型，并將模型導(dǎo)入ABAQUS內(nèi)，通過混凝土損傷塑性力學(xué)模型，研究沖擊荷載作用下鋼纖維混凝土的破壞情況。
在AutoCAD軟件內(nèi)，采用CAD 隨機(jī)三維纖維V1.1插件建立隨機(jī)投放的圓柱體實(shí)體纖維及立方體混凝土試件三維模型
abaqus擁有強(qiáng)大的顯示動力學(xué)求解能力，應(yīng)用abaqus的Explicit做了個牙輪鉆頭切削巖石的案例，總結(jié)以下幾個遇到的問題：
1.不開多線程可以正常求解，一開多線程就報錯？
在顯示動力學(xué)接觸設(shè)置中，abaqus軟件默認(rèn)的是動態(tài)接觸算法（Kinematic contact algorithm）,當(dāng)開啟多線程時就會由于求解速度過高而產(chǎn)生計算的不穩(wěn)定性，而該算法的接觸約束嚴(yán)格性很高，因此當(dāng)遇到求解不穩(wěn)定時就會產(chǎn)生報錯從而導(dǎo)致計算終止
高壓水射流沖擊
1背景與目的
我們知道cohesive單元常常被用來模擬裂紋損傷，在巖石內(nèi)部壓裂的仿真中同樣如此，通過cohesive單元嵌入、定義失效準(zhǔn)則可以很好地再現(xiàn)裂紋損傷現(xiàn)象，相對于試驗，這是仿真無與倫比的巨大優(yōu)勢。本文通過ABAQUS分析技術(shù)，應(yīng)用cohesive單元來模擬水力裂縫的現(xiàn)象。
2問題描述
模型為水力壓裂施工的目標(biāo)地層，地層深度為2000m，壓裂目標(biāo)層厚度10m，上下層厚度均為20m
1. 問題引出
我們知道，ABAQUS中經(jīng)常用于模擬裂紋擴(kuò)展或斷裂行為的是Cohesive單元，Cohesive單元可理解為一種準(zhǔn)二維單內(nèi)聚單元，可以將它看作被一個厚度隔開的兩個面，這兩個面分別和其他實(shí)體單元連接。這種單元在很多行業(yè)中的結(jié)構(gòu)關(guān)于損傷仿真研究方面經(jīng)常用到。為此，本文通過建立金屬板的膠合模型，用cohesive單元模擬結(jié)構(gòu)的損傷演化。
2. 模型說明
兩塊金屬板用膠結(jié)合在一起
ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構(gòu)機(jī)在砂漿環(huán)境下掘進(jìn)的巖石破碎模擬
采用顯示動力學(xué)分析：
該模型模擬盾構(gòu)機(jī)在砂漿中掘進(jìn)的巖石破碎，采用耦合歐拉拉格朗日法模擬砂漿環(huán)境下，盾構(gòu)機(jī)刀盤與巖石之間的相互作用，巖石應(yīng)力達(dá)到破碎時采用單元刪除技術(shù)消除掉已失去抵抗力的巖石。砂漿模擬為歐拉體，巖石及盾構(gòu)機(jī)刀盤為拉格朗日體，其中盾構(gòu)機(jī)刀盤模擬為剛體。
所建模型：
模擬的盾構(gòu)機(jī)刀盤及所切割的巖石
盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時的巖石破碎模擬(含單元刪除技術(shù))
采用顯示動力學(xué):
盾構(gòu)機(jī)刀盤模擬為剛體，在轉(zhuǎn)動掘進(jìn)的過程中破碎巖石。在巖石達(dá)到破碎應(yīng)力后，采用單元刪除技術(shù)刪除掉已破碎的巖石單元。
模型概況：
模型的建立及邊界條件的設(shè)置
模型的網(wǎng)格劃分
模擬的結(jié)果：
掘進(jìn)時的動態(tài)效果
