塑性斷裂ansys
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
塑性斷裂ansys的視頻教程
ANSYS 斷裂仿真專題
本課適合那些人學習： 1、學習型仿真工程師 2、理工科在校學生 3、從事結構有限元相關仿真工程師 4、ANSYS軟件結構方向應用實踐學習 對學員的幫助是什么： 1、了解ANSYS結構裂紋仿真基本流程 2、對裂紋仿真計算，裂紋擴展模擬有一定的理解與掌握 3、對仿真計算背后的基本理論有一定的了解。
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塑性斷裂ansys的實例教程
之前材料壓潰斷裂一直用Ls-dyna計算的，但考慮Abaqus利用Python參數化建模的優越性，所以采用Abaqus分析材料的壓潰斷裂。對標Ls-dyna的雙線性塑性材料模型MAT-24，考慮失效應變這一個斷裂指標。
材料參數：這里選擇Abaqus中最常用的金屬斷裂模型——Ductile Damage（延性損傷），材料參數如下：
材料參數模型（熱膨脹可忽略）
其中關于損傷失效的參數為
*Damage Initiation, criterion=DUCTILE ****
0.1, 0.3333, 0.
損傷開始，需要指定損傷應變，應力三軸度，應變率
*Damage Evolution, type=DISPLACEMENT
0.0,
損傷演化，需要指定演化路徑，比如這里指定位移為零
參考USim大佬公眾號給的應力三軸度圖表，這里簡單地取0.3333。
分析步：為了計算效率，這里采用顯式分析，時間為1e-4
顯示分析步
模型：采用一個正方體C3D8R單元，背面的三個面施加對稱約束，+Z面給定一個幅值為1的位移載荷。
長寬高均為1的正方體
結果：提取該單元的應變和Mises應力，給了不同的損傷起始應變和損傷演化斷裂位移，最后的結果如下圖
很明顯，損傷開始的起裂應變（Fracture Strain）就是材料損傷開始的等效塑性應變，而損傷演化中的位移類型中指定的失效位移（Displacement at Failure）就是從損傷開始到材料完全失效斷裂的位移值。
展開 （言歸正傳，看了一下：一個圓形桿的拉伸塑性破壞的例子賣了好百次，而作者對其解釋為參考例子而已。我沒有買，但從其做的簡陋而言，棄之無憾。其對科學的態度，更令我惡心！沒有對科研的追求，請不要誤人子弟。沒有對其個人的批判，而是對這種態度的鄙視！在此，提出我的觀點和做法,歡迎討論，不接受一般批評，除了來自幺妹的。）最近做斷裂，可以說做的很憋屈，為什么？不會基礎理論，理論與實際如何結合，遇到問題了如何解決，參數如何確定，等等這些困擾，給了我打擊，但是也給我了思考。很喜歡 國外的 introduction的書，更符合人的天性和認識事物的規律。我不是西方舔狗，但是我真對某些國人無語。尊重是相互的！講一下 學習損傷的經歷: 首先 ，看了一下如何處理塑性斷裂——一般而言很困難——主要有兩種方法：一種將裂紋看成不連續的（塑性XFEM） 一種是將含裂紋的物體看成是連續的，只是裂紋區域承載能力的 退化。無論是一種方法處理，都不容易。 兩者方法我都不是非常精通，但是學習了一段時間，希望給初學者 一個正確的路牌。學習損傷你是需要學習基礎理論的，但是你學習了，估計很難看懂abaqus幫助文檔的例子。為什么？因為第一：你需要將abaqus里面的參數與書中的對應，第二：你需要的參數是你很難獲得的。還有就是abaqus核心代碼你不知道，它如何處理你需要深入了解。如果你理論基礎好些可以看看 《Continuum Damage Mechanics》 如果剛入門可以看看 《 Continuum Damage and Fracture Mechanics》。光說不練，不太好。我們沿著例子走一下：一個圓棒的單軸拉伸 YouTube上有個例子。首先顯式和隱式 都計算了一下。網格粗糙是可以斷裂而網格細化了 ——不斷裂，問題來了？為什么，一個原因是你粗網格是不準確的，那個單元計算的值達到了準則，就損傷了。
展開 模擬包含200個晶粒的多晶模型，使用平面應變簡化，拉伸變形30%，模擬拉伸過程中裂紋的產生和發展，其中斷裂總能量包含彈性變形能和塑性耗散功兩部分，模擬結果如下
初始多晶模型：
網格劃分（CPE4網格）：
相場分布（0：材料完好，1：材料完全失效）：
退化程度分布：
歐拉角（phi）分布：
可以看到耦合相場的晶體塑性模型具有潛在的預測裂紋萌生和發展的能力，其準確程度取決于斷裂能參數的選擇，與更精細的實驗對比，如原位的ebsd拉伸將成為良好的校核手段。這可能成為介觀尺度下斷裂力學的應用提供良好的參考
二維三維彈塑性斷裂相場------uel子程序 ￥69.9
包含二維三維彈塑性斷裂相場程序，原始代碼，以及對應的程序公式，job文件，計算收斂性較好，運算穩定，可使用二維的三角形，四邊形單元，以及三維四面體，六面體單元的程序計算案例的結果：
二維：
二維斷裂相場分布：
三維斷裂相場模型：
/POST1
*GET,K,CINT,1,CTIP,1,,5,,K1
*STATUS,K
兩個應力強度因子的計算結果基本一致，將斷裂韌性除以K，就可以得出安全系數，判斷裂紋是否擴展。
例三：（交互積分法求應力強度因子）
（整理自ANSYS的HELP）
例子位置索引:
有限元模型：
FINISH$/CLEAR
!
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主程序：
subroutine usermat(
& matId, elemId,kDomIntPt, kLayer, kSectPt,
& ldstep,isubst,keycut,
& nDirect,nShear,ncomp,nStatev,nProp,
& Time
之前材料壓潰斷裂一直用Ls-dyna計算的，但考慮Abaqus利用Python參數化建模的優越性，所以采用Abaqus分析材料的壓潰斷裂。對標Ls-dyna的雙線性塑性材料模型MAT-24，考慮失效應變這一個斷裂指標。
材料參數：這里選擇Abaqus中最常用的金屬斷裂模型——Ductile Damage（延性損傷），材料參數如下：
材料參數模型（熱膨脹可忽略）
其中關于損傷失效的參數為
An
sys斷裂力學功能概
覽
Ansys斷裂參數計算功能更新
直 播 內 容 簡 介
斷裂相場是一種物理模型，用于描述固體材料中的斷裂現象。它是一種基于相場理論的連續介質力學模型，可以在微觀層面上描述材料中的裂紋擴展和斷裂行為，同時考慮到宏觀上的應力和形變。
在斷裂相場模型中，材料被視為由不同的相域組成，每個相域具有不同的物理性質和能量。裂紋被描述為相域的界面，相域之間的界面可以隨著應力的變化而移動和改變形狀。斷裂現象可以通過計算相場的演化來模擬，包括裂紋擴展、裂紋分支和裂紋相互作用等
包含二維三維彈塑性斷裂相場程序，原始代碼，以及對應的程序公式，job文件，計算收斂性較好，運算穩定，可使用二維的三角形，四邊形單元，以及三維四面體，六面體單元的程序計算案例的結果：
二維：
二維斷裂相場分布：
三維斷裂相場模型：
裂紋擴展是指材料在外界因素作用下裂紋萌生、生長的動態過程。對于不考慮奇異性的裂紋擴展分析，需要定義準則來確定裂紋萌生的初始位置。新版本中使用SMART（分離、變形、自適應和重劃分網格技術）分析裂紋擴展時增加了最大主應力準則去評估裂紋萌生的時間和位置。當滿足該準則時，裂紋自動以橢圓的形狀（目前只支持橢圓裂紋）和適當的尺寸插入到定義的裂紋區域，然后程序進行下一步的裂紋擴展計算。
以一個簡單的
本期是ANSYS Mechanical 2022 功能更新之單元、接觸、斷裂力學、并行計算。
文末領取學習資料
下面我們看看具體的更新內容：
一、單元部分
增強單元性能加強
面增強單元的彎曲剛度
使用單軸剛度單元進行反向求解
耦合單元的增強
運動副單元增強
二、接觸部分
ANSYS workbench顯示動力學分析如何確定是否發生塑性變形
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