brittle cracking的案例
脆性斷裂brittle cracking的材料設置小示例
1 概述
本帖嘗試就BRITTLE CRACKING 模擬脆斷。 雖然BRITTLE CRACKING主要用于混凝土的斷裂分析，現在也逐漸應用到陶瓷等其他脆性材料的斷裂分析。
2 設置
除了密度和彈性模量，需要設置材料的破壞參數，比如brittle cracking中的brittle failure 和brittle shear
brittle cracking 指定材料的拉伸強度（抗拉強度sigma-u）；
brittle shear 指定材料到達拉伸強度之后材料軟化的規律（指數形式，直線下降等）；
brittle failure 指定材料的斷裂韌性的一個指標，一般在E-5量級。
3 cae
zhijia.part1.rar
zhijia.part2.rar
4 inp
c.part1.rar
c.part2.rar
5 說明
能模擬 雖然是很多新手熱衷于追求的結果，但是“能模擬”僅僅是萬里長征第一步，
是否模擬得準確（means相對準確），與實驗是否相符，那才是終極目的。比如這個模擬，抗拉強度是我自己假設的，而且我也假設材料為純脆性的。
結果顯示有2處斷裂，與實驗應該出入很大。
另外，如果結果不好，還要注意檢查下網格。斷裂分析是嚴重非線性問題，網格對結果影響很大。這個模型來自第一個鏈接的孤立網格，我無法修改網格，
就湊合著用這個四面體網格算出來的。
6 常見問題之一：
注意要在step---fieldoutput 設置單元刪除，隱藏失效單元.
7 動畫
展開 使用brittle cracking模擬沖擊下的陶瓷開裂
brittle cracking主要用于模擬一些脆性材料
其中幫助文檔23.6.2 Cracking model for concrete部分詳細講述了brittle cracking的應用及參數含義
在此簡單介紹一下，有想學習的可以一起探討：
在此上傳一個簡單的模型圖及結果吧，由于這里涉及很多細節問題，不再一一描述，每個參數的變化、網格密度的改變都會影響開裂，一些基本的簡單規律如下（這些規律很好理解，主要是跟參數的含義有關），大家可以在調試的時候參考，做有限元還是得自己多調試，多摸索。
1 失效應變或位移越大，小球沖擊后單元失效越多 2 剪切保留因子越小，小球沖擊后單元失效越多 3 斷裂應力或斷裂能越小，小球沖擊后失效單元越多
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展開 abaqus2020-三維-顯示分析-通用接觸或接觸對接觸-單元刪除法模擬裂紋，單元穿透問題??！
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以上三種情況與二維模型下的分析類似，因此可以得出以下結論：
abaqus2020-二維/三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋：
僅采用通用接觸時出現明顯穿透；
僅采用接觸對接觸時模型中出現少許穿透；
同時采用通用接觸+接觸對接觸時模型中無明顯穿透（最佳）；
#############################
附上三維模型文件及結果圖：
model:
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，僅采用通用接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，僅采用接觸對接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，同時采用接觸對接觸+通用接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-接觸對+通用接觸-brittle cracking.rar
abaqus2020-三維-顯示分析-僅接觸對接觸-brittle cracking.rar
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展開 abaqus脆性材料設置方法
brittle cracking的地方它主要設定了就是四個參數?？梢园阉胂蟪墒俏覀兦懊嬉郧霸谧鰌lastic 時候一樣，它的應力跟應變。應力前面算出來的平均值是抗拉強度是57MPa，那應變就設成零。下一個狀態就是兩個點，第一個點就是說應力會歸零，他的這個cracking strain就是e-5，可以回到上圖所示兩個點。這兩個點，一個點是在上方的57平均值，然后對應到的cracking strain，可以把它想成是plastic strain就是零。
第二個點就是在下方應力已經是零，他的cracking strain是e-5。
它還有另外一個設定，就是suboption里面有一個shear，這個shear主要是講剪切方向，剪切方向可以用retention factor 的方式來做定義。這里的shear retention factor 可以看到是1跟0，因為它是一個skill factor，這個1 的意思就是說等同于抗拉強度57，它只是一個比例因子而已。那cracking strain一樣是0跟e-5，這是因為沒有做這種剪切的實驗，所以就假設它是跟這個抗拉的這個強度是一樣的。
除了brittle cracking跟brittle shear之外，還必須另外去設定brittle failure。brittle failure。Failure criterion選擇unidirectional意思是當任一方向都達到cracking strain 的時候，那元素勁度就會歸為零，而且會移除元素。所以不管是拉力方向或是剪力方向，只要達到抗拉強度，那就會把這個元素移除，這邊的這個 failure strain，我們也是跟前面一樣設成e-5。
展開 
ABAQUS2020-二維-顯示分析-通用接觸 是否可行（用帶與不帶coh模型、單元刪除法模型驗）
ABAQUS2020-二維-顯示分析-通用接觸-帶與不帶coh模型驗證.rar
例子1：不帶任何損傷的一個沖擊模型，下面是變形過程
例子2：模型中心線處插入coh的一個帶損傷的沖擊模型，下面是變形過程
例子3：模型全部插入coh的一個帶損傷的沖擊模型，下面是變形過程
例子4：使用brittle cracking模擬沖擊開裂
當小球接觸表面后一段時間，表面層單元損傷后，發生了穿透現象?。?！難道是因為brittle cracking損傷后單元刪除，小球與基體內部單元之間的接觸沒有成功建立？待進一步研究。
由于批量插入coh單元模擬沖擊開裂時，通用接觸都能正確建立，但是使用brittle cracking單元刪除法模擬沖擊開裂時卻不能有效建立沖頭與基體內單元之間的接觸，而兩種方法的區別是批量嵌入coh模型的相鄰實體單元不是共用一個面，而使用brittle cracking單元刪除法模擬開裂的模型中相鄰實體單元是共用一個面。由此看來，應該是相鄰實體單元共用一個面的時候，基體內部實體單元不被識別為外部面，而是內部面，所以沖頭與基體內部實體單元間的接觸不能正常建立。
總結：達索公司此項功能的加入為模型的簡化分析提供了不少便利，再也不用擔心采用二維模型后接觸的設置了，點贊！
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展開 摔碎的燈泡-Abaqus/Explicit脆性開裂分析要點總結 ￥79.98
在上次介紹完Brittle Cracking這個脆性開裂材料模型之后，有朋友反映不能做出我做的那種玻璃開裂的效果。可能是沒注意到幾個關鍵的地方，今天我把要點給大家講一下。
首先，回顧一下脆性開裂材料模型涉及到的材料失效模式，我們會設置材料的斷裂應力，計算時Abaqus會判斷單元在拉伸和剪切方向是否達到所設定的斷裂應力，達到之后材料就開始軟化，軟化路徑就是我們定義的表格式應力-斷裂應變曲線，當應變為我們設置的斷裂應變值時，單元刪除開始執行。
Brittle Cracking分析要點涉及到單元刪除、狀態輸出與網格設置等內容，下面總結如下。
☆要點1：單元類型里設置單元刪除。
單元刪除設置
☆要點2：Field Output里設置狀態輸出。
狀態輸出設置
☆要點3：殼單元的類型最好選擇三角形單元，這樣裂紋會更隨機，四邊形單元做出的裂紋呈鋸齒狀，不太符合實際情況。
☆要點4：單元密度一定要足夠大，否則單元刪除的速度會大于裂紋擴展的速度，達不到碎裂的效果。
單元密度要足夠大才能更好地捕捉到裂紋路徑
內部導線與鎢絲我們采用beam單元來模擬。
導線采用beam單元
燈泡落地計算結果：
速度云圖
玻璃材料的局部透明化顯示
使用brittle cracking模型進行仿真時的要點大致是這些，大家可以試一下，參照這幾條對脆性材料進行失效仿真，很容易做出這種碎裂的效果。
付費部分是本文案例：燈泡碎裂分析的inp文件。
展開 abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元刪除法模擬裂紋，出現穿透??！
例子：模型僅采用了通用接觸，采用了brittle cracking單元刪除法模擬開裂，結果出現了明顯穿透
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-brittle cracking-穿透.rar
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Brittle Cracking Model
脆性開裂模型卡片設置以及注意事項.pdf
ABAQUS-裂紋擴展-玻璃杯跌落碰撞破碎例子
裂紋 碰撞 破碎 跌落 Brittle Cracking 脆性開裂
歡迎大家觀看。課程網址：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c13334
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-單元刪除法模擬裂紋，解決單元穿透??！
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ABAQUS建模與材料分析清單
8、材料失效（只能在ABAQUS/Explicit中定義和應用）
1）BRITTLE CRACKING: 該材料模型用于拉伸開裂的脆性材料，比如混凝土。
2）BRITTLEFAILURE: 該選項允許單元脆性開裂并失效，然后從模型中刪除。
3）EOS: 材料的狀態方程可以用于模擬流體動力學 (爆炸)材料，或幾乎不可壓流體。
4）SHEAR FAILURE: 該選項用于模擬金屬材料的韌性失效 。
5）TENSILEFAILURE: 該選項用于模擬材料的拉伸失效。
玻璃杯跌落仿真與車載導航屏碰撞仿真關系的研究 ￥10
而分析模型為了得到玻璃破碎的過程，需要對以下幾點進行設置：
1、 材料的脆性斷裂設置
創建脆性材料玻璃，包括彈性模量密度等，主要是創建Brittle Cracking。（具體參數設置與說明見附件教程）
2、Field Output里設置狀態輸出
3、單元設置
殼單元的類型最好選擇三角形單元，這樣裂紋會更隨機符合實際情況。如果是3D模型，則采用四面體單元。單元類型里設置單元刪除。
三、由玻璃杯的跌落仿真拓展到車載導航屏的碰撞仿真
車載導航屏中的玻璃屏幕為鋼化玻璃，強度比普通玻璃高，但是參數的設置方式是一樣的，且同樣采用顯示動力學求解器，這里要注意的是，不同的碰撞預設初始速度，會導致碰撞時產生不同的最大接觸力。
四、結論
對于整體模型的能量平衡方程為
E|內能+E|耗散能+E|動能-E|外力做功=constant
在上面分析模型中，外力做功為碰撞接觸力做的功。在分析系統中兩個相互作用的模型從接觸到破壞的碰撞過程中，系統的內能不斷增大，而動能則在減小，最大的碰撞接觸力也將出現在該過程中的某個時刻，如下圖。當內能達到某個數值，模型破壞，內能就停止增加，則動能也停止減少，系統的能量達到另一個平衡點。
系統的能量由開始的動能決定，如果系統開始時就采用質量放大技術進行分析，則碰撞的最大力必定受到影響，且質量放大系數越大，則碰撞的作用力就越大，因此，該碰撞系統不宜采用質量縮放技術。
展開 ABAQUS 流固耦合模擬分析是否可信？
脆性材料采用Brittle Cracking的失效準則，模擬出筒蓋破損的狀態如圖8所示。
6、結論
通過計算比較，ABAQUS有限元軟件在模擬理想氣體狀態方程上，有著很高的可信度，它的模擬結果和理論上的狀態方程基本重合。因此在實際操作中，結合材料的變形和失效，它可以模擬多種情況下的流固耦合問題。但是，在流固耦合分析中，應盡量細化網格，否則不能真實的模擬由于邊界的變形而導致氣體形狀的改變。
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展開 光學設計中的制造風險管理
進一步地，這5種機制可基于圖3所示的5類磨損過程進行組合，包括：(a) 脆性破裂（Brittle cracking）、(b) 延性流動（Ductile flow）、(c) 化學反應（Chemical reactions）、(d) 熱效應（Heat）、(e) 濺射（Sputtering）。
圖2. 光學拋光技術的五大磨損機制應用示意圖，每種機制在生成光學元件時均具備特定優勢（“+”）與短板（“-”）特性
基于上述分析，可依據磨損機制類型及其所涉及的磨損過程組合，對現有的11種拋光技術進行分類（詳見表3）。
表3.光學拋光技術的分類
4.光學元件與制造技術的匹配
通過綜合考慮光學元件的四大關鍵特性（詳見表2），并將拋光技術的分類方法（表3總結）拓展至加工運動學特性及工具-工件接觸類型（如點接觸、線接觸、面接觸），即可構建光學制造技術的系統性分類與建?？蚣?。
因此，在光學系統的設計階段，就可基于數據驅動為特定光學元件制造匹配最優制造技術。
圖3與圖4示例展示了如何運用光學制造技術的方法論分析，為球面透鏡確定最優制造流程鏈，從而實現生產風險最小化。
圖3. 玻璃制成的球面雙凸透鏡
圖4. 對圖3所示雙凸透鏡制造流程的建模：識別實現最低成本制造鏈所需的最優光學制造技術。
參考文獻：
1.Cook, Lee M. "Chemical processes in glass polishing." Journal of non-crystalline solids 120.1, pp. 152-171, 1990;
2.David Walker ; A. T.
展開 光學設計中的制造風險管理
進一步地，這5種機制可基于圖3所示的5類磨損過程進行組合，包括：(a) 脆性破裂（Brittle cracking）、(b) 延性流動（Ductile flow）、(c) 化學反應（Chemical reactions）、(d) 熱效應（Heat）、(e) 濺射（Sputtering）。
圖2. 光學拋光技術的五大磨損機制應用示意圖，每種機制在生成光學元件時均具備特定優勢（“+”）與短板（“-”）特性
基于上述分析，可依據磨損機制類型及其所涉及的磨損過程組合，對現有的11種拋光技術進行分類（詳見表3）。
表3.光學拋光技術的分類
4.光學元件與制造技術的匹配
通過綜合考慮光學元件的四大關鍵特性（詳見表2），并將拋光技術的分類方法（表3總結）拓展至加工運動學特性及工具-工件接觸類型（如點接觸、線接觸、面接觸），即可構建光學制造技術的系統性分類與建?？蚣?。
因此，在光學系統的設計階段，就可基于數據驅動為特定光學元件制造匹配最優制造技術。
圖3與圖4示例展示了如何運用光學制造技術的方法論分析，為球面透鏡確定最優制造流程鏈，從而實現生產風險最小化。
圖3. 玻璃制成的球面雙凸透鏡
圖4. 對圖3所示雙凸透鏡制造流程的建模：識別實現最低成本制造鏈所需的最優光學制造技術。
參考文獻：
1.Cook, Lee M. "Chemical processes in glass polishing." Journal of non-crystalline solids 120.1, pp. 152-171, 1990;
2.David Walker ; A. T.
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