ansys三維斷裂的案例
傳統脆性斷裂相場模型的三維UEL理論及代碼 ￥120
更新格式為:
剛度矩陣為：
為了保證損傷不能愈合，即：
需要做出一些修改，即取歷史上最大的彈性應變能，即：
4 代碼
《斷裂相場法》書中提供了傳統脆性斷裂相場模型的二維UEL代碼。本文將其拓展為三維情況。
UEL需要更新單元的剛度矩陣和右端項，公式在理論部分已詳細給出。
5 測試
5.1 一個單元拉伸破壞
對一個單元施加的邊界條件為，x=0面約束所有位移自由度，即u=0,v=0,w=0;在x=1面進行位移加載，即u=0.1，v=0,w=0。單個單元拉伸破壞時具有解析解。因為相場在單元內是均勻的，因此相場梯度為0，因此可以直接求解相場控制方程得到：
因此可以得到真實應力的表達式為：
數值計算得到的應力應變曲線與解析解的對比結果如下：
取單元上一個積分點，繪制其相場值隨加載時間的變化曲線如下：
5.2 單邊裂紋拉伸
對于單邊裂紋板的拉伸案例，我們選取兩種相場特征裂紋寬度的情況，來展示特征寬度對于結果的影響。
第一個取l=0.015，相場分布圖如下：
第二個取l=0.0075場分布圖如下：
6 參考文獻
[1]. 胡小飛, 張鵬, 姚偉岸. 斷裂相場法. 北京: 科學出版社; 2022.
[2] Kristensen PK, Martínez-Pa?eda E. Phase field fracture modelling using quasi-Newton methods and a new adaptive step scheme. Theoretical and applied fracture mechanics. 2020;107:102446.
展開 離散斷裂網絡DFN三維模型與二維模型的傾角(Dip)近似等效方法
1 引言
相同的數據在二維模型中生成的DFN與在三維模型中生成的DFN結果是完全不一樣的。原因是
在二維空間內，傾角fdip(fracture.dip)的范圍是在0到180°，而在三維空間內fdip的角度是在0到90°；且在二維空間內沒法表示傾向。3DEC提供了一個命令block to-udec，可以使用原點、法線或傾角和傾角方向指定一個平面，然后把這個平面導出到UDEC。顯然這種操作方法得出的DFN結果不是UDEC自身生成的DFN。
block to-udec origin 0,25,0 dip 90 dip-direction 0
下圖所示的是相同數據生成的300條斷裂2D 和3D DFN模型。這個筆記簡要討論了二維模型和三維模型傾角近似等效的方法，也許這種方法并不具有實際意義。
2 等效方法
對于一個生成的3D DFN模型，我們可以求出這個模型中所有斷裂的平均傾角，這可以通過編寫一個簡單的FISH程序來實現，對fracture.list進行遍歷，把每條斷裂的傾角相加，再除以斷裂總數，就可以得到整個模型斷裂的平均傾角，例如得出的平均傾角為54°。
相同的模型在2D中運行，為了與3D模型得出的傾角相同，第一個過濾準則是只保留那些傾角小于90°(fracture.dip(frac)<90)的斷裂，第二個過濾準則是保留那些傾角在54°左右的斷裂，一個更精確的方法是在3D中求出傾角的平均值和標準偏差，然后在2D中使用這個值。這樣就可以在2D中作出一個僅傾角近似3D的DFN模型。
3 斷裂數目
在生成2D DFN的過程中，為了與3D生成的斷裂數目相同，需要用到斷裂數目的判斷方法。有三個不同層次的判斷斷裂數目的函數。
展開 基于cohesive的三維脆性材料斷裂（abaqus cohesive單元本構） ￥999
1、根據論文《Three-dimensional modeling of fracture in quasi-brittle materials using plasticity and cohesive finite elements》DOI:https://doi.org/10.1007/s10704-021-00514-1 編寫的cohesive單元本構
2、適用于三維模型
3、包含umat以及vumat
4、umat適用范圍小，多個cohesive單元一般采用vumat進行計算
5、軟化曲線為Hordijk和bilinear
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：
新一代三維斷裂疲勞擴展仿真軟件介紹——alof
軟件簡介
成都洞力科技有限公司成立于2010年，是一家專注于斷裂失效分析軟件開發、銷售和咨詢的高新技術企業。
公司開發了新一代三維裂紋擴展仿真與分析軟件ALOF，該軟件以目前最先進的裂紋擴展算法XFEM為基礎，利用具有自主知識產權的虛節點法（Virtual Node Method，VNM），變革了過去幾十年在裂紋擴展分析中的“根據裂紋面切割網格”技術，實現了設備模型與裂紋模型的單獨建模，復雜結構中裂紋的高效率、高精度動態擴展仿真，并可以方便地得到裂紋擴展過程中的各種斷裂參量（如K、J和G等）。
ALOF軟件兩大關鍵技術
關鍵技術一 XFEM技術
XFEM是由美國西北大學的計算力學泰斗Belytscho院士于1999-2006年提出并完善的技術。通過XFEM技術實現了裂紋獨立于設備模型網格，使得裂紋擴展過程無需考慮網格形狀與走向，具有劃時代意義。
關鍵技術二 VNM技術
擁有自主知識產權的VNM技術實現了裂紋尖端區域網格的自動局部加密。
裂紋尖端有奇異的應力場，需要劃分足夠細小的網格才能達到足夠的分析精度。采用傳統的全局加密方式，有限元模型規模龐大，VNM技術實現了裂紋尖端區域網格的自動局部加密，大大減小了模型規模，提高了運算效率。
功能列表
ALOF擁有獨立的前處理器、內核求解器和后處理器，提供主流CAD、CAE軟件接口，不但可以進行傳統的彈塑性分析，還可以進行二維、三維裂紋擴展的仿真和分析。公司還可以針對不用行業對于裂紋計算的特殊需求進行專門的軟件開發。
展開 ABAQUS基于CT掃描重建與CDP模型的混凝土細觀損傷斷裂三維數值模擬
上篇文章介紹了ABAQUS通過CT或切片數據重建混凝土多組分三維細觀模型。本案例介紹采用CDP材料對三維重建的混凝土細觀模型進行損傷斷裂數值模擬有限元分析。
ABAQUS模型重建完成后，在屬性里建立骨料、砂漿、ITZ材料參數，并替換截面內原有的空材料，這里砂漿及ITZ可使用EasyCDP插件直接生成混凝土損傷塑性材料，由于不考慮骨料的損傷破壞，因此不必設置骨料的損傷參數。
將混凝土細觀部件進行裝配，添加分析步，并在載荷中設置受壓載荷。
建立并提交作業，查看最終的模擬結果。
cohesive單元分層開膠斷裂模擬-雙懸臂梁剝離DCB（三維模型） ￥2
cohesive單元分層開膠斷裂模擬-雙懸臂梁剝離DCB（三維模型）
離散斷裂網絡DFN三維模型與二維模型的傾角(Dip)近似等效方法
1 引言
相同的數據在二維模型中生成的DFN與在三維模型中生成的DFN結果是完全不一樣的。原因是
在二維空間內，傾角fdip(fracture.dip)的范圍是在0到180°，而在三維空間內fdip的角度是在0到90°；且在二維空間內沒法表示傾向。3DEC提供了一個命令block to-udec，可以使用原點、法線或傾角和傾角方向指定一個平面，然后把這個平面導出到UDEC。顯然這種操作方法得出的DFN結果不是UDEC自身生成的DFN。
block to-udec origin 0,25,0 dip 90 dip-direction 0
下圖所示的是相同數據生成的300條斷裂2D 和3D DFN模型。這個筆記簡要討論了二維模型和三維模型傾角近似等效的方法，也許這種方法并不具有實際意義。
2 等效方法
對于一個生成的3D DFN模型，我們可以求出這個模型中所有斷裂的平均傾角，這可以通過編寫一個簡單的FISH程序來實現，對fracture.list進行遍歷，把每條斷裂的傾角相加，再除以斷裂總數，就可以得到整個模型斷裂的平均傾角，例如得出的平均傾角為54°。
相同的模型在2D中運行，為了與3D模型得出的傾角相同，第一個過濾準則是只保留那些傾角小于90°(fracture.dip(frac)<90)的斷裂，第二個過濾準則是保留那些傾角在54°左右的斷裂，一個更精確的方法是在3D中求出傾角的平均值和標準偏差，然后在2D中使用這個值。這樣就可以在2D中作出一個僅傾角近似3D的DFN模型。
3 斷裂數目
在生成2D DFN的過程中，為了與3D生成的斷裂數目相同，需要用到斷裂數目的判斷方法。有三個不同層次的判斷斷裂數目的函數。
展開 ABAQUS切片掃描三維重建再生骨料混凝土細觀損傷斷裂數值模擬
再生骨料的損傷斷裂。
ANSYS斷裂分析實例
/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
!
Ansys Mechanical疲勞與斷裂新功能介紹
An
sys斷裂力學功能概
覽
Ansys斷裂參數計算功能更新
Ansys SMART功能更新
Ansys nCode Design Life
總結
1、斷裂參數計算：橢圓形裂紋、環形裂紋
2、SMART斷裂：自動起始、非比例加載
3、nCode DesignLife：更多參數設置，減小文件大小
深圳市優飛迪科技有限公司成立于2010年，是一家專注于產品開發平臺解決方案與物聯網技術開發的國家級高新技術企業。
十多年來，優飛迪科技在數字孿生、工業軟件尤其仿真技術、物聯網技術開發等領域積累了豐富的經驗，并在這些領域擁有數十項獨立自主的知識產權。
展開 
Ansys Mechanical 疲勞與斷裂新功能介紹
直 播 內 容 簡 介
為方便更好的學習使用和了解 Ansys Mechanical ，這里向大家推薦一場今日直播，為Ansys5月直播合集第七場，本月還僅剩3場，【Ansys Mechanical 疲勞與斷裂新功能介紹 】，以下為直播詳情：
直播時間
2023 / 5/ 23 （今日）16.00-17.00
直播內容
Fatigue以及斷裂力學方法是分析結構耐久性的兩種主要方法。
關于ANSYS斷裂力學分析清單
1、線彈性斷裂力學認為，材料和構件在斷裂以前基本上處于彈性范圍內，可以把物體視為帶有裂紋的彈性體。研究裂紋擴展有兩種觀點：
一種是能量平衡的觀點，認為裂紋擴展的動力是構件在裂紋擴展中所釋放出的彈性應變能，它補償了產生新裂紋表面所消耗的能量，如Griffith理論；
一種是應力場強度的觀點，認為裂紋擴展的臨界狀態是裂紋尖端的應力場強度達到材料的臨界值，如Irwin理論。
2、裂紋的分類
(1)按裂紋的幾何特征
1)穿透裂紋(貫穿裂紋)—簡化為理想尖裂紋；
2)表面裂紋—簡化為半橢圓形裂紋；
3)深埋裂紋—簡化為橢圓片狀裂紋或圓形裂紋(錢幣狀裂紋，便士狀裂紋)。
(2)按裂紋的力學特征
1)張開型(I型，OpeningMode )裂紋：在與裂紋面正交的拉應力作用下，裂紋面產生張開位移(位移與裂紋面正交)，裂紋上下表面垂直于裂紋面的位移不連續(方向相反)
2)滑移型(II型， SlidingMode )裂紋：在與裂紋面平行而與裂紋尖端線垂直的切應力作用下，使裂紋面產生沿裂紋面相對滑動位移(位移平行切應力方向)，裂紋上下表面垂直于裂紋尖端線方向的位移不連續(方向相反)
3)撕裂型(III型，Anti-planeShear Mode )裂紋：在與裂紋面垂直而與裂紋尖端線平行的切應力作用下，使裂紋面產生沿裂紋面外相對滑動位移(位移平行切應力方向)，裂紋上下表面平行于裂紋尖端線方向的位移不連續(方向相反)
4)多數裂紋為復合型裂紋，I型裂紋最常見、最危險、最重要。
3、斷裂問題的分類
線彈性斷裂力學——脆性斷裂：斷裂前沒有明顯的屈服現象，斷裂時吸收的能量較少，斷裂后沒有或僅有很小的永久變形。
展開 基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實驗模擬
基于ANSYS ls-dyna拉伸斷裂實驗模擬
作者：大龍貓 微信公眾號：CAE_ANSYS
拉伸斷裂實驗是測試材料的經典實驗，可以測量材料的應力應變曲線，測量材料的抗拉強度，作為經典的實驗如何獲取其模擬過程呢？仿真分析軟件AYSYS在默認的情況下，無論受力多大都不會被拉斷，其主要原因是算法的問題。
ANSYS Mechanical 2022 新功能：單元、接觸、斷裂力學、并行計算
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
基于Dual Shape函數的接觸算法
新的自適應小滑移選項
殼-實體組裝件的準確性改進
螺栓預緊支持通用軸對稱單元
網格獨立點焊增強功能
瞬態動力學精度改進：HHT算法
力矩收斂參考值計算穩健性改進
三、斷裂力學
基于應力比率的疲勞裂紋閉合
Paris定律與裂縫閉合效應相結合
應力比率（R）相關的疲勞裂紋擴展規律
靜態裂紋擴展的溫度/時間相關斷裂準則
自適應裂紋初始化/插入
3D界面單元
動態裂紋擴展尺寸控制
四、求解器效率提升
資源預測增強
分布式求解增強
文章篇幅有限
下圖微信掃碼領取完整版學習資料
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