abaqus中損傷的案例
Abaqus幫助文檔中，鋁合金三點彎曲的案例（延性損傷+剪切損傷）
threepointbending_alextrusion.rar
文檔.pdf
ABAQUS中Johnson-Cook損傷失效模型【轉載】
在具有各向同性硬化的彈塑性材料中，損傷以兩種方式體現：屈服應力的軟化和彈性退化。
閱讀原文
abaqus 中的 Johnson-Cook 模型如何控制損傷起始位置？
2 JC本構——損傷演化段
The Johnson-Cook criterion (available only in Abaqus/Explicit) is a special case of the ductile criterion in which the equivalent plastic strain at the onset of damage, , is assumed to be of the form
上面的英文是幫助文檔中對于 Johnson-Cook 損傷準則的解釋，具體意思：下面的公式是定義損傷起始/萌生時的等效塑性應變，當達到損傷起始等效塑性應變，材料就會發生損傷。
式中，d1-d5是需要輸入的損傷參數，損傷演化段和塑性硬化段一樣，等號右側第二個括號與第三個括號分別是應變率和溫度對于損傷的影響。
下面將討論修改參考應變率對于損傷起始位置的影響：
把參考應變率從4e-4修改成1，損傷的起始位置會從圖1右邊黃色框住的位置變成左邊，因為參考應變率變大第二個括號變小，導致損傷起始等效塑性應變變小，即損傷位置提前
圖1 修改參考應變率對于損傷起始位置的影響
參考資料：
（1）TC4鈦合金動態力學性能及本構模型研究_惠旭龍
（2）abaqus 幫助文檔
展開 ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結構設計規范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計算及EXCEL
這是我自己計算的2010規范中ABAQUS混凝土損傷塑性模型-2010混凝土結構設計規范中C50混凝土-彈模34400Mpa-損傷因子計算及EXCEL
首先用自己的數據計算2010規范中規定的混凝土本構關系
然后借助文件夾中02版規范的方法，計算損傷因子。
以后還會有詳細計算方法，此數據僅供參考。
2010規范用C50混凝土損傷塑性本構關系數據-彈模34400MPa-帶損傷因子-自己數據計算得出.rar
Abaqus中混凝土損傷塑性模型（CDP） ￥40
制作了一個計算混凝土受壓受拉本構和損傷因子的Excel表格，包含
一、4種混凝土本構計算方法
①10規范
②02規范（過鎮海模型）
③丁發興模型
④ConcreteD模型
二、3種損傷因子計算方法
①圖解法
②能量法
③規范法
三、鋼筋雙折線模型
四、Mander模型計算核心區混凝土
Excel部分截圖如下：
我做的Excel表格優點有：
1、附帶公式，清晰明了，簡單易懂；
2、內容全面，含各種混凝土及損傷因子的計算方法；
3、修改簡單，適用于各級混凝土，可操作性強。
需要的話可付費購買，下載Excel即可。
視頻地址如下：
http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14528
1、4種混凝土本構計算方法及對比；
2、3種損傷因子計算方法及對比；
3、真實應力、應變與名義應力、名義應變之間的轉換；
4、本構及損傷因子的選取與截斷。
注意，視頻和帖子價格不同。
如有不懂問題，加我微信YClarie問我即可。
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計算不難，編制Excel表格也不難！可自己嘗試
展開 考慮纖維隨機取向的復合材料漸進損傷分析在abaqus中umat子程序的實現
目前針對復合材料的分析中，絕大部分并未考慮材料隨機性對仿真結果的影響。鑒于此，本文通過Umat子程序將材料隨機性引入復合材料的漸進損傷分析中，對比了不同的隨機分布對仿真結果的影響。
本文的仿真對象為一種短切纖維復合材料(芳綸紙)，主要從宏觀的角度研究了短纖維取向隨機性對計算結果的影響。
材料的隨機性一般可以認為服從正態分布或者weibull分布。正態分布可以通過Box-Muller算法實現。Box-Muller算法是通過服從均勻分布的隨機變量，來構建服從正態分布隨機變量的一種方法。具體實現方法為：選取兩個服從
[0,1]
上均勻分布的隨機變
量
U
1
、
U
2
，
X
、
Y
滿足
則
X
與
Y
服從均值為0，方差為
1
的正態分布。
通過上述算法，可以在Fortran中生成纖維取向在[0,90]之間服從正態分布的隨機數，以下為部分代碼
Fortran中生成服從Weibull分布隨機數的方法可以參照文獻[1]。
復合材料的損傷萌生準則和損傷演化準則可以參考https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1260993。與之不同的是由于芳綸紙厚度很小，本文中只考慮了材料的面內損傷行為。
以下各圖為仿真得到的結果
圖 1 纖維取向的隨機分布示意圖
圖 2 正態分布直方圖
圖 3 材料中彌散性損傷的演化過程
圖 4 不同取向分布下的載荷位移曲線
通過上述結果可以發現隨機性的引入會明顯影響數值仿真的結果，需要恰當考慮材料的隨機性。
展開 算例丨Abaqus軟件中陶瓷本構模型及侵徹損傷失效數值計算應用實例
圖1 3種JH陶瓷本構模型
雖然Johnson、Holmquist等人對陶瓷的本構模型開展了大量的研究，將陶瓷材料的響應分為完整和失效兩種狀態，但實際加載時應力狀態較為復雜，通過JH本構模型反映其損傷失效過程仍較為粗糙。現有的JH本構中，彈性未損傷段參數多為根據試驗數據得出，但陶瓷損傷失效段參數則多為根據試驗結果擬合得出。
1 數值計算軟件中本構模型
陶瓷由于其波速高、模量大，具有良好的抗侵徹性能，在各類型裝甲設計中被廣泛應用。而JH本構形式簡單，易于理解，已成為Abaqus、LS-DYNA和Autodyn等商用軟件的內嵌本構模型，可一定程度上滿足日常使用及工程計算要求。
對于陶瓷材料Abaqus幫助中給出了3種本構模型，Extended Drucker-Prager本構（以下簡稱DP本構）、JH-2和JHB本構模型。DP本構多用來模擬巖土材料（粒狀土壤和巖石），擴展DP本構給出的應力與壓力的關系也與JH本構中未損傷時應力與壓力的關系類似，其損傷段定義采用等效塑性應變與應力三軸度的對應關系進行定義，狀態方程采用Mie-Grüneisen形式（詳見Abaqus相應部分幫助）。
Abaqus官方幫助中給出的JHB本構模型參數如表1所示。其中標紅部分與Abaqus幫助（2021版本）不同，應為幫助原文疏漏。
表1 JHB本構模型參數
JHB本構模型的應力與壓力關系主要分為完整（Intact）和損傷（Failed）兩部分，表1中下標帶有 i 的即為完整部分相應參數，下標 f 即代表損傷部分參數；雖然JHB本構模型公式中考慮了脆性材料的相變特性，表1標藍部分參數應為對應的相變參數，但幫助中全部設置為0，推知官方幫助中給出的這組參數不能考慮陶瓷相變的影響。
Abaqus官方幫助中給出的JH-2本構模型參數如表2所示。
展開 混凝土彈塑性損傷本構模型在Abaqus中vumat子程序的實現
混凝土彈塑性本構
混凝土的受力非線性行為同時包含微裂縫(微缺陷)和塑性流動這兩種微觀機制的影響，導致混凝土材料具有以如下顯著特征：
1)峰值應力后存在不穩定區域并伴隨明顯的剛度退化和強度軟化；
2)加卸載時的滯回特性：變形超過定的閥值后，混凝土完全卸載后存在著不可恢復變形；
3)有側限(如雙軸受壓應力狀態)時材料的強度和延性明顯增大；
4)由于拉應力的影響，二維拉壓應力下混凝土的受壓強度較一維抗壓強度低，即所謂的拉壓軟化效應(vcccllio and Collins，1986)；
5)單邊效應：受拉強度和受壓強度明顯不同；損傷特別是受拉時的損傷具有明顯的方向性：荷載反向后受拉裂縫閉合會導致混凝土的剛度恢復
二。vumat子程序的實現
本文作者根據上述本構，參考如下的子程序編寫流程可以實現vumat子程序的編寫。
從而可以模擬混凝土的塑性損傷，結果如下所示：
結果表明，本文所編寫的子程序準確有效。
參考文獻：
吳建營，《基于損傷能釋放率的混凝土彈塑性損傷本構模型及其在結構非線性分析中的應用》
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展開 【免費】ABAQUS中纖維增強水泥基復合材料/混凝土/SHCC/ECC/FRC的損傷塑性模型
近年來，SHCC/ECC的理論研究以及工程應用不斷增加，尤其是在其優越的拉伸性能和在抗震結構中的應用。如俞可權等將PE纖維配置了超高性能工程水泥復合材料，其抗壓強度約為120 MPa，抗拉強度高達12 MPa，拉伸應變能力超過8％。本貼介紹纖維增強混凝土（SHCC/ECC/FRC）的損傷塑性模型，分為四個部分，首先介紹真實應力和真實應變的轉換，然后介紹SHCC/ECC/FRC的應力-應變關系，再介紹SHCC/ECC/FRC的損傷塑性模型，最后進行四點彎曲梁的累加循環仿真計算。
1. ABAQUS中真實應力與真實應變
ABAQUS中必須用真實應力和真實應變來定義塑性。而大多數實驗（單軸拉伸、單軸壓縮等）得到的是名義應力和名義應變。故必須將實驗得到的名義應力和名義應變轉換為真實應力和真實應變，從而得到ABAQUS中需要的材料參數。
考慮塑性變形的不可壓縮性，真實應力與名義應力間的關系:
得到：
令
可以得到真實應力與名義應力、名義應變的關系：
真實應變與名義應變的關系：
2. SHCC/ECC/FRC的應力-應變關系
SHCC/ECC在單軸拉伸時呈現應變硬化現象，其簡化的本構關系較為常見的有兩種：理想彈塑性模型和線性強化彈塑性模型。在本帖中，采用線性強化彈塑性模型。
SHCC/ECC簡化的拉伸應力-應變曲線，包括3個階段:
SHCC/ECC簡化的壓縮應力-應變曲線
3.
展開 ABAQUS中定義混凝土的塑性損傷本構、鋼筋和混凝土之間的粘接滑移，模擬拉拔鋼筋時受拉短柱的應力分布 ￥50
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ABAQUS損傷參數
無論斷裂還是切削等問題，考慮材料的損傷行為，基本上就是考慮損傷起始和損傷演化，這兩個參數基本上可以通過實驗數據計算而來。
對于單軸拉伸試驗，其典型的真應力-應變曲線包括了初始彈性階段，塑性階段，剛度下降階段和最終斷裂階段。最后兩個階段為損傷耗散過程，而對于材料損傷的定義也是基于這兩個階段的特征值進行的。
在ABAQUS中，材料損傷通常以一個損傷起始判據來定義材料的失效初始化。這個判據可以是材料在失效時的應力與應力狀態（基于不同的斷裂準則），也可以是損傷本構（如JC失效模型）。
在材料，或某一個單元發生了損傷后，此處的剛度會下降，而承擔的載荷（如應力）會隨之減少，并發生重新分配。則需要對材料在發生了失效時的演變過程進行定義，即損傷演變準則。對單軸拉伸而言，此階段與拉伸曲線在達到了最高值（抗拉極限或起裂應變處）之后的下降段所對應。單元的剛度沿損傷演化規律下降，最終完全失效，在分析中可以將其刪除（單元刪除法）或允許分離（黏聚力單元）或允許裂紋完全擴展（XFEM)。
實際分析中更關注失效參數的獲取，對簡單問題可以采用單軸拉伸的真應力應變曲線來計算，一個很好的例子如下：
Ductile_Damage_004.pdf
來自于木蟲上的一個問題
Abaqus損傷演化中的失效位移如何得到？ - 仿真模擬 - 小木蟲 - 學術 科研 互動社區 (muchong.com)
原文（感謝Ronald Heinz Norbert Wagner大佬）
How to perform Element deletion in ABAQUS using ductile damage criteria ? (researchgate.net)
展開 
混凝土塑性損傷本構生成程序
本帖最后由 sunshine.zhou 于 2014-11-19 18:07 編輯
附件是混凝土材料塑性損傷本構生成程序。本構模型目前引入了兩種：
1.GB50010-2010規范推薦的混凝土應力應變關系，適用于C80以下的混凝土；
2.丁發興-余志武推薦的統一本構關系，適用于C140以下的混凝土。
同時引入了三種混凝土損傷因子計算方法
1.Sidoroff能量等效原理計算方法
2.圖解法
3.混凝土規范GB50010-2010附錄推薦方法
規范給出的損傷定義與ABAQUS中的損傷定義不同，但可以利用其關系轉化。另外規范沒有給出受拉損傷計算方法，這里參照受壓損傷計算方法給出了受拉損傷的計算方法。
該程序可以輸出以工程應力應變關系取得的ABAQUS本構，也可以輸出以真實應力應變關系取得的ABAQUS本構。
建議采用后者。不過兩者影響差別較小。
CreatMaterial_BySunshineChow[2014-11-19].rar
CreatMaterial_BySunshineChow[X86].rar
展開 Abaqus復合材料層合板仿真
目前被普遍用于工程中的纖維增強復合材料主要為層合板結構，且均為多向板，在層合板的制造過程中，常由于許多不確定因素，使得層合板內部出現各類缺陷，大大降低了層合板的強度和剛度。
由于復合材料的損傷失效問題過于復雜，解析方法受到數學工具的限制難以實現，而實驗也需要高昂的費用和時間成本難以廣泛應用，隨著計算機計算能力的發展，數值方法成為處理復合材料層合板損傷問題的強力手段。Abaqus針對復合材料提供了專業的建模工具和損傷分析理論來模擬復合材料層合板在各種工況下的失效行為。
1. Abaqus建模工具
Abaqus中的composite layup組件，是一種非常便捷的復合材料層合板結構建模工具，其提供了三種常見的復合材料層合板模型，包括傳統殼、連續殼、和實體單元模型。傳統殼單元通過對殼的中性面進行離散，對于簡單的薄殼模型，其計算效率高，精度大；而連續殼單元間于傳統殼和實體殼單元之間，對三維實體進行離散，在涉及到接觸分析時其精度比傳統殼模型高；對于長厚比較小的層合板結構通常需要使用實體單元來模擬。
2.損傷失效的仿真
復合材料層合板的失效主要包括面內失效及層間失效兩種。面內失效主要包括最大應力準則、最大應變準則、Tsai-Wu準則、Tsai-Hill準則、Puck準則、LaRC準則、Hoffman準則、Hashin準則等。最大應力和最大應變準則認為材料主方向上的應力或應變大于等于該方向上的強度時，材料發生破壞，其表達簡單，可直觀判斷失效模式，但是忽略了多種失效模式之間的耦合效應。Tsai-Hill準則沒有考慮材料拉壓強度的不同且并未區分具體的失效模式，Hoffman準則改進了Tsai-Hill準則中未考慮拉壓強度不同的問題，Puck準則和LaRC準則分別考慮了基體和纖維的失效。
展開 abaqus顯式動力學在煤層頂板垮落中的應用
煤層頂板（coal seam roof），是指正常層序的含煤地層剖面中覆蓋在煤層上面的巖層。
目前在大多數煤礦的開采過程中，都采用放頂煤開采。
放頂煤采煤法是在開采厚煤層時，沿煤層的底板或煤層某一厚度范圍內的底部布置一個采高為2～3m的采煤工作面，用綜合機械化方式進行回采，利用礦山壓力的作用或輔以松動爆破等方法，使頂煤破碎成散體后，由支架后方或上方的“放煤窗口”放出，并由刮板運輸機運出工作面。
因此，需要對煤層頂板的垮落進行仿真分析研究。
abaqus中的剪切損傷模型+DP塑性準則可以很好的模擬煤層頂板的垮落破壞，但計算時容易產生不收斂問題。
abaqus中的顯式動力學不存在不存在收斂性問題。
所以，剪切損傷模型+DP塑性準則+顯式動力學=完美的煤層頂板仿真模擬。
模擬效果如下：
視頻連接：
仿真任務說明書：
計算任務描述：模擬在煤層巷道開挖后，煤層頂板的垮落情況。
仿真計算所采用的設備基本情況：華碩四核筆記本電腦，酷睿i5處理器，2G內存。
計算模型的處理技術：將實際的三維地質情況，假定為平面應變彈性力學問題；對煤層頂板的力學行為假定為彈性-DP塑性-剪切損傷。
計算機的耗時情況：5min。
仿真結果：在煤層巷道開挖后，煤層頂板可以完全垮落，放頂采煤效果100
展開 方鋼管混凝土短柱軸壓性能模擬 ￥9.99
1、 引言
方鋼管混凝土結構憑借鋼管對混凝土的約束作用，使構件的承載力與延性得到顯著提升，在高層建筑與橋梁工程中應用廣泛。該結構在軸壓荷載下，鋼管與混凝土協同工作，其受力機理與傳統鋼筋混凝土柱存在明顯差異。本案例圍繞方鋼管混凝土短柱的軸壓性能展開建模復現，借助 ABAQUS 有限元分析軟件對其軸壓受力性能進行數值模擬。本次復現主要聚焦于建模過程教學，不涉及參數優化內容。
2、 幾何模型與材料參數
（1） 模型構建：
本案例采用減縮積分三維實體單元 C3D8R 模擬方鋼管混凝土短柱的混凝土和鋼管部分。混凝土六面體網格邊長為 20mm，鋼管網格邊長為 20mm。這樣的網格尺寸能夠在保證計算精度的同時，避免因網格尺寸過大導致模型不收斂，或尺寸過小使計算速度明顯減慢的問題，可較好地模擬實際試件的受力性能。方鋼管混凝土短柱數值模擬幾何模型如下所示：
圖1混凝土模型
圖2鋼管模型
圖3壓板模型
圖4方鋼管混凝土短柱裝配模型
（2） 材料屬性：
混凝土材料采用 ABAQUS 中的塑性損傷模型，鋼管采用隨動強化彈塑性模型。普通混凝土單軸應力 - 應變關系遵循《混凝土結構設計規范》（GB50010-2010），方鋼管采用屈服強度560MPa級熱軋重型H型鋼，其應力 - 應變關系依據《鋼結構設計標準》（GB50017-2017）確定。
3、 分析步設置
分析類型設定為靜力 - 通用分析步，設定分析時間長度為 ，同時啟用幾何非線性以考慮結構的大變形效應。
展開 