動態(tài)斷裂
關(guān)注創(chuàng)建者：王伸-河南理工大學(xué) 創(chuàng)建時間：2021-08-28
動態(tài)斷裂的視頻教程
爆炸螺栓動態(tài)斷裂仿真計(jì)算
2、電腦配置及其軟件版本 系統(tǒng)：win 7 處理器：NCPU 2 前處理：Truegrid 3.13 求解器：lsdyna R13 后處理：lsprepost 4.11 3、計(jì)算結(jié)果 3.1速度 3.2位移 3.3加速度 3.4螺栓斷裂圖
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動態(tài)斷裂的實(shí)例教程
目錄：
第一篇 斷裂動力學(xué)的原理
緒論
0.1 斷裂靜力學(xué)的基本概念
0.2 斷裂動力學(xué)的基本概念
第一章 力學(xué)的預(yù)備知識
1.1 若干彈性動力學(xué)體系的基本方程
1.2 普遍三維彈性動力學(xué)基本方程和幾點(diǎn)討論
參考文獻(xiàn)
第二章 裂紋動態(tài)起始擴(kuò)展問題
2.1 某些概念和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.2 沖擊載荷作有和下無限平面中的有限尺寸裂紋
2.3 更一般的瞬態(tài)載荷作用下的無限平面中的有限尺寸裂紋
2.4 無限長條中的裂紋對沖擊載荷的響應(yīng)
2.5 沖擊載荷作用下的彎曲板的裂紋問題
2.6 圓盤狀裂紋在軸對稱沖擊載荷作用下的解
2.7 有限尺寸裂紋體的動態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子
第三章 裂紋的快速傳播與止裂問題
3.1 運(yùn)動裂紋問題的困難和物理上的考慮
3.2 漸近展開·裂紋頂端的位移場與應(yīng)力場
3.3 關(guān)于漸近應(yīng)力場的進(jìn)一步討論
3.4 裂紋運(yùn)動速度對動態(tài)斷裂韌性的影響
3.5 運(yùn)動裂紋與傳播裂紋問題的某些分析解
3.6 止裂的概念與原理
3.7 雙懸辟梁試樣的裂紋傳播與止裂的研究
3.8 雙懸臂試樣的振動模型
3.9 快速傳播問題的再討論
第四章 裂紋對彈性波的散射
……
第五章 材料非線性的動態(tài)裂紋問題
第六章 斷裂動力學(xué)的數(shù)值分析方法
第七章 斷裂動力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究
第八章 普遍的以及耦合溫度場的三維動態(tài)裂紋問題
第九章 新型材料的斷裂動力學(xué)探討
第二篇 斷裂動力學(xué)的應(yīng)用
第一章 引論
第二章 動態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子匯編
第三章 動態(tài)斷裂韌性的測試
第四章 斷裂 動力學(xué)的應(yīng)用及可能的應(yīng)用
展開 目錄：
第一篇 斷裂動力學(xué)的原理
緒論
0.1 斷裂靜力學(xué)的基本概念
0.2 斷裂動力學(xué)的基本概念
第一章 力學(xué)的預(yù)備知識
1.1 若干彈性動力學(xué)體系的基本方程
1.2 普遍三維彈性動力學(xué)基本方程和幾點(diǎn)討論
參考文獻(xiàn)
第二章 裂紋動態(tài)起始擴(kuò)展問題
2.1 某些概念和實(shí)驗(yàn)結(jié)果
2.2 沖擊載荷作有和下無限平面中的有限尺寸裂紋
2.3 更一般的瞬態(tài)載荷作用下的無限平面中的有限尺寸裂紋
2.4 無限長條中的裂紋對沖擊載荷的響應(yīng)
2.5 沖擊載荷作用下的彎曲板的裂紋問題
2.6 圓盤狀裂紋在軸對稱沖擊載荷作用下的解
2.7 有限尺寸裂紋體的動態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子
第三章 裂紋的快速傳播與止裂問題
3.1 運(yùn)動裂紋問題的困難和物理上的考慮
3.2 漸近展開·裂紋頂端的位移場與應(yīng)力場
3.3 關(guān)于漸近應(yīng)力場的進(jìn)一步討論
3.4 裂紋運(yùn)動速度對動態(tài)斷裂韌性的影響
3.5 運(yùn)動裂紋與傳播裂紋問題的某些分析解
3.6 止裂的概念與原理
3.7 雙懸辟梁試樣的裂紋傳播與止裂的研究
3.8 雙懸臂試樣的振動模型
3.9 快速傳播問題的再討論
第四章 裂紋對彈性波的散射
……
第五章 材料非線性的動態(tài)裂紋問題
第六章 斷裂動力學(xué)的數(shù)值分析方法
第七章 斷裂動力學(xué)的實(shí)驗(yàn)研究
第八章 普遍的以及耦合溫度場的三維動態(tài)裂紋問題
第九章 新型材料的斷裂動力學(xué)探討
第二篇 斷裂動力學(xué)的應(yīng)用
第一章 引論
第二章 動態(tài)應(yīng)力強(qiáng)度因子匯編
第三章 動態(tài)斷裂韌性的測試
第四章 斷裂 動力學(xué)的應(yīng)用及可能的應(yīng)用
展開 Qusetion:
數(shù)值方法，基于有限元的，常用的模擬斷裂有哪些方法及原理？
Answer：
工程上模擬斷裂，針對動態(tài)斷裂來講，基于有限元的方法最多。可以分為 自適應(yīng)remeshing(最古老的方法)， 單元刪除法， 擴(kuò)展有限元法，interelement法（cohesive 單元或接觸行為），其他（VCCT）。Remeshing就是不斷調(diào)整裂紋尖端網(wǎng)格密度,只有通過增加局部自由度，才能表征裂尖行為。
單元刪除法，原理是通過設(shè)定一定的失效準(zhǔn)則，當(dāng)單元達(dá)到準(zhǔn)則時單元刪除。單元刪除法劣勢是不太準(zhǔn)確，很依賴網(wǎng)格尺寸，模擬效果不好，除非特別對待。
擴(kuò)展有限元，是目前世界上最流行的方法來處理動態(tài)斷裂，并且效果理想。對于裂紋來說，裂紋萌生模擬起來困難的，所以xfem中裂尖前端使用粘聚區(qū)模型來表征其萌生，這樣其萌生和起裂方向就和實(shí)驗(yàn)比較吻合。這也是 xfem很大的創(chuàng)新之一。
其次使用水平集方法，來表征裂紋擴(kuò)展路徑和裂尖。擴(kuò)展有限元目前發(fā)展已經(jīng)比較完善，很多問題得到解決，比如高階單元的使用，積分法則的優(yōu)化，多場耦合，水裂壓力，模擬moving interface 等等很多很多。
擴(kuò)展有限元還可以處理 孔洞 夾雜 界面 高應(yīng)變梯度等不連續(xù)現(xiàn)象，而這些都必須借助于解析解，來獲得這些不連續(xù)問題的kinematics表征。
Interelement,顧名思義，就是在常規(guī)單元間加入特殊的單元，比如cohesive單元來表征裂紋萌生 擴(kuò)展。有些類似單元刪除法。但沒有嚴(yán)格的物理意義。
Vcct就是虛擬裂紋閉合法，通過假設(shè)裂紋閉合所需的能量來解決這類問題。
其他的還有crystal fem。
8. Qusetion:
數(shù)學(xué)角度看，究竟什么是斷裂，什么是奇異性？
展開 1.1引言
仿貝殼類復(fù)合材料在靜、動力方面表現(xiàn)優(yōu)異，但對其在動態(tài)荷載作用下的斷裂行為的研究卻不多見。所以研究其不同結(jié)構(gòu)形式對動態(tài)斷裂行為的影響是非常有必要和有意義的。本章受紅鮑魚殼體的“漿砌層合”微結(jié)構(gòu)啟發(fā)，如圖3-1通過建模軟件ABAQUS設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的漿砌層狀仿生復(fù)合材料，使用非線性有限元程序ABAQUS模擬了試樣在三點(diǎn)彎曲沖擊載荷下的動態(tài)斷裂行為，本文主要探討了硬質(zhì)材料長寬比、云母層數(shù)量對材料斷裂性能的影響。
圖4-1紅鮑魚殼體的“漿砌層狀”微結(jié)構(gòu)
1.2不同云母層數(shù)裂紋斷裂行為
本章研究了不同云母層數(shù)對斷裂行為的影響，對四個不同層數(shù)進(jìn)行了數(shù)值模擬，不同層數(shù)的示意圖如圖4-2所示.分別控制云母片的層數(shù)為3，5，10，20。依次編號(a),(b),(c),(d)。邊界條件為保持試樣左右端固定，在試樣上方施加豎向均布荷載為100N，其余條件保持原有模型不發(fā)生改變，裂紋深度為5mm。
(a)云母片的數(shù)量為3層 (b)云母片的數(shù)量為5層
(c)云母片的數(shù)量為10層 (d)云母片的數(shù)量為20層
圖4-2不同云母片層數(shù)位置示意圖
1.2.1不同云母層數(shù)對應(yīng)力極值的影響
(a)云母片的數(shù)量為3層 (b)云母片的數(shù)量為5層
(c)云母片的數(shù)量為10層 (d)云母片的數(shù)量為20層
圖4-3 不同云母層數(shù)的應(yīng)力圖
圖4-3為3層，5層，10層，20層的Mises應(yīng)力圖，從圖中可以看出，當(dāng)模型頂端施加100N的均布壓力時，不同層數(shù)模型的應(yīng)力分布是相似的，即為兩端大中間小。當(dāng)分析每一層應(yīng)力云圖時發(fā)現(xiàn)上下兩側(cè)的應(yīng)力較大，中性層的應(yīng)力較小。并且可以很明顯的看出不同層數(shù)的模型有應(yīng)力滑移的趨勢，并且不同層數(shù)的模型隨著層數(shù)的增加應(yīng)力最大值逐漸減小。
展開 第二部分失效模型，該模型由應(yīng)力項(xiàng)、應(yīng)變率項(xiàng)和溫度項(xiàng)三部分，反映了應(yīng)力、應(yīng)變率和溫度對動態(tài)斷裂應(yīng)變的影響
1.2 計(jì)算模型
本文采用顯示動力學(xué)軟件Ls-Dyna模擬了普通鋼芯彈侵徹多層面板鋁合金靶板的物理過程。利用有限元模擬技術(shù)研究高速侵徹過程是一種高效、經(jīng)濟(jì)的計(jì)算手段。對于侵徹接觸式多層靶板，各層相互作用而導(dǎo)致靶板產(chǎn)生大結(jié)構(gòu)變形，在一定程度上提高了靶板的吸能能力。
動態(tài)斷裂的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
動態(tài)斷裂的最新內(nèi)容
全文速讀：
在不同應(yīng)變速率下對鑄鐵和鑄鋁圓棒試樣進(jìn)行了單軸高速拉伸試驗(yàn)，研究了它們的動態(tài)力學(xué)性能及斷裂情況，分析了相關(guān)因素對試驗(yàn)的影響。結(jié)果表明：測試應(yīng)變、應(yīng)力的方法，試樣標(biāo)距長度及夾持端長度等對試驗(yàn)準(zhǔn)確性和曲線振蕩程度有較大影響；使用比剛度和比強(qiáng)度高的夾具、短標(biāo)距試樣、應(yīng)變片測試應(yīng)力、兩臺相機(jī)測試應(yīng)變、適當(dāng)增加夾持端長度可以提高試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
3、動態(tài)拉伸斷裂試樣的側(cè)面金相組織和顯微硬度分析表明：斷口側(cè)面晶粒形狀相較于未變形金屬的更加細(xì)長，硬度隨應(yīng)變速率的增大而提高。
服務(wù)介紹
國高材分析測試中心依據(jù)GB/T 33227-2016標(biāo)準(zhǔn)，配備高速拉伸試驗(yàn)機(jī)和DIC技術(shù)系統(tǒng)，可精準(zhǔn)測定鋁及鋁合金板帶材在高應(yīng)變速率下的動態(tài)力學(xué)性能，包括抗拉強(qiáng)度、延伸率、彈性模量等關(guān)鍵參數(shù)。
所以研究其不同結(jié)構(gòu)形式對動態(tài)斷裂行為的影響是非常有必要和有意義的。本章受紅鮑魚殼體的“漿砌層合”微結(jié)構(gòu)啟發(fā)，如圖3-1通過建模軟件ABAQUS設(shè)計(jì)了不同結(jié)構(gòu)的漿砌層狀仿生復(fù)合材料，使用非線性有限元程序ABAQUS模擬了試樣在三點(diǎn)彎曲沖擊載荷下的動態(tài)斷裂行為，本文主要探討了硬質(zhì)材料長寬比、云母層數(shù)量對材料斷裂性能的影響。
Ansys解決方案
‐ Ansys Mechanical Enterprise – SMART fracture
‐ ANSYS HPC
客戶價值
‐ ANSYS的SMART (Separating,Morphing, Adaptive and Re-meshing Technology)斷裂力學(xué)分析技術(shù),可用來預(yù)測裂紋在靜態(tài)荷載下的擴(kuò)展情況,以及在動態(tài)荷載下的斷裂與疲勞的組合分析
國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀
目前，斷裂力學(xué)總的研究趨勢是：從線彈性到彈塑性；從靜態(tài)斷裂到動態(tài)斷裂；從宏觀微觀分離到宏觀與微觀結(jié)合；從確定性方法到概率統(tǒng)計(jì)性方法。所以就斷裂力學(xué)本身而言，根據(jù)研究的具體內(nèi)容和范圍，它又被分為宏觀斷裂力學(xué)（工程斷裂力學(xué)）和微觀斷裂力學(xué)（屬金屬物理范疇）。
（2本文沒有考慮時間因素，時間其實(shí)同樣是UMAT子程序里的一個重要的變量，我們完全可以用考慮時間的方式將本構(gòu)關(guān)系的表達(dá)式表示成率的形式，然后重新編寫本文的代碼，結(jié)果肯定是一樣的，事實(shí)上，如果考慮時間效應(yīng)來開發(fā)材料的本構(gòu)模型，我們就可以對工程問題進(jìn)行粘彈性分析或粘塑性分析，比如研究混凝土材料的收縮徐變，動態(tài)損傷與斷裂，巖體的長期穩(wěn)定性等復(fù)雜問題。
該模型采用典型的MIM結(jié)構(gòu),結(jié)合電流連續(xù)性方程、焦耳熱模型方程及氧空位遷移方程,詳細(xì)模擬了熱電耦合作用下氧空位導(dǎo)電細(xì)絲形成和斷裂的動態(tài)過程，模擬了基于二元金屬氧化物的Pt/Tio2/TiN結(jié)構(gòu)的RRAM。
該模型采用典型的MIM結(jié)構(gòu),結(jié)合電流連續(xù)性方程、焦耳熱模型方程及氧空位遷移方程,詳細(xì)模擬了熱電耦合作用下氧空位導(dǎo)電細(xì)絲形成和斷裂的動態(tài)過程，模擬了基于二元金屬氧化物的Pt/Tio2/TiN結(jié)構(gòu)的RRAM。</p><p> 通過仿真阻變存儲器的set和 reset過程,將電場和溫度作用下氧空位遷移運(yùn)動過程展示出來。
第二部分失效模型，該模型由應(yīng)力項(xiàng)、應(yīng)變率項(xiàng)和溫度項(xiàng)三部分，反映了應(yīng)力、應(yīng)變率和溫度對動態(tài)斷裂應(yīng)變的影響
1.2 計(jì)算模型
本文采用顯示動力學(xué)軟件Ls-Dyna模擬了普通鋼芯彈侵徹多層面板鋁合金靶板的物理過程。利用有限元模擬技術(shù)研究高速侵徹過程是一種高效、經(jīng)濟(jì)的計(jì)算手段。
NASA先進(jìn)復(fù)合材料聯(lián)合中心（ACC）的HEDI項(xiàng)目現(xiàn)階段的工作旨在尋求復(fù)合結(jié)構(gòu)的動態(tài)斷裂模擬的最新技術(shù)。本文討論了針對NASA ACC項(xiàng)目第二階段所選擇的三種漸進(jìn)損傷分析方法之一：近場動力學(xué)（通過EMU實(shí)現(xiàn)）。本文通過盲測以及針對蒙皮桁條板彈道沖擊試驗(yàn)的試驗(yàn)-分析相關(guān)性結(jié)果，提供了對近場動力學(xué)理論的簡要討論，包括基體非線性效應(yīng)、應(yīng)變率依賴性的影響。
