ANSYS剪切破壞的案例
論剪切破壞
因?yàn)?em>剪切判據(jù)判據(jù)是一個預(yù)測局部剪切帶開始破壞的現(xiàn)象學(xué)模型。模型假設(shè)開始破壞時的等效塑性應(yīng)變，
與上面四幅圖片相比較，可以看到仿真結(jié)果一致。驗(yàn)證以上推論正確。
右圖（圖1）
為金屬樣品典型的軸向應(yīng)力-應(yīng)變曲線；
在ABAQUS的失效機(jī)制的詳細(xì)說明里包括四個明顯的部分：
材料無損傷階段的定義（如圖1中曲線a-b-c-d’）
損傷開始的標(biāo)準(zhǔn)（如圖1中曲線c點(diǎn)）
損傷發(fā)展演變的規(guī)律（如圖1中曲線c-d）
單元的選擇性刪除，因?yàn)橐坏┎牧系膭偠韧耆珳p退就會有有單元從計(jì)算中移除（如圖1中曲線d點(diǎn)）。
假設(shè)一個t，來表示第一個網(wǎng)格到達(dá)破壞的臨界狀態(tài)時的分析步數(shù)。
在保持其他參數(shù)不變的情況下，設(shè)置Fracture Strain由1到10等間距變化，得到如下仿真結(jié)果。
Fracture Strain
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
t
1
3
4
7
11
13
13
16
17
17
由以上結(jié)果可以看出，隨著Fracture Strain的增大，第一個網(wǎng)格破壞所需要的時間也逐漸增大，并且刀具切削到工件里的現(xiàn)象更加明顯。
所以對于鈦合金材料參數(shù)Fracture Strain一般設(shè)置為2較為合理。
對于所有材料來說，如何出現(xiàn)明顯的刀具切削到工件里面的現(xiàn)象，可以適當(dāng)減小參數(shù)Fracture Strain，應(yīng)該可以起到改善的效果。
展開 opensees模擬剪切彎曲破壞
利用opensees，設(shè)置剪切彈簧和轉(zhuǎn)角彈簧 復(fù)現(xiàn)了試驗(yàn)
cohesive單元剪切(壓剪)破壞無法刪除
如圖所示，工況一：兩個單元之間用一定厚度的cohesive單元相連，底部的單元固定不動，頂部的單元向右水平移動，兩單元發(fā)生純剪切破壞并導(dǎo)致cohesive單元被破壞刪除。
工況二：在工況一的基礎(chǔ)上在頂部單元的上表面施加壓強(qiáng)荷載使兩個單元相互擠壓，兩個單元之間發(fā)生壓剪破壞，cohesive單元即使達(dá)到失效標(biāo)準(zhǔn)也無法被刪除。
哪位大神知道能夠使cohesive單元在壓剪條件下被刪除??？需要如何設(shè)置？我已經(jīng)在“網(wǎng)格-指派單元類型”中設(shè)置了cohesive單元為“粘性-單元刪除：是-最大下降率：0.9”
巖橋破壞的等效剪切強(qiáng)度(Equivalent shear strength parameters）
1 引言
當(dāng)進(jìn)行巖體工程穩(wěn)定性分析時，無論是使用極限平衡法還是使用數(shù)值模擬(FEM,BEM,DEM)方法，都必須輸入巖體的剪切強(qiáng)度參數(shù)，即粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角。不過，由于巖體是不連續(xù)的，很難獲得巖體的剪切強(qiáng)度參數(shù)。為了便于工程設(shè)計(jì)，經(jīng)常使用等效的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角，通過巖體工程分類指標(biāo)來估算其值，例如使用GSI。同樣，對于階梯路徑巖體(階梯狀平面破壞; 巖橋和階梯式破壞)的穩(wěn)定性分析，Jennings (1970) 提出了一種方法來估算巖橋破壞的等效剪切強(qiáng)度。時至今日，這種方法仍然有效。
2 等效剪切強(qiáng)度計(jì)算
Jenningss首先提出了沿破壞路徑的連續(xù)性系數(shù)k這一概念。k的計(jì)算方法如下式所示：
其中l(wèi)j和lr分別是節(jié)理長度和巖橋長度。因此巖橋百分比可以表示為1-k. 巖橋的等效剪切強(qiáng)度使用下式來計(jì)算：
其中，和是巖橋等效的粘結(jié)力和摩擦角; c和f是巖橋的粘結(jié)力和內(nèi)摩擦角；cj和fj是節(jié)理的粘結(jié)力和摩擦角，k是上面計(jì)算的連續(xù)系數(shù)。
3 巖橋比例
研究顯示在地下開挖中，巖橋的抗剪能力要比在邊坡中的抗剪能力強(qiáng)，只有1%的巖橋理論上具有與常見的地下支護(hù)系統(tǒng)(如錨桿和錨索)相當(dāng)?shù)目估芰Α?Diederichs, 1999). 這表明小而完整的巖橋可顯著增強(qiáng)破壞表面的抗剪強(qiáng)度。這與邊坡工程中8%的臨界值有較大的差異。(階梯狀平面破壞)。Tuckey (2013)從文獻(xiàn)中統(tǒng)計(jì)了巖橋的比例，如下表所示。可以發(fā)現(xiàn)，有些巖橋比例已經(jīng)8%的邊坡也發(fā)生破壞，因此巖橋比例對巖體的破壞的影響存在著不確定性。
實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的研究表明，巖橋的抗剪強(qiáng)度不僅取決于加載條件(即主應(yīng)力的大小和方向), 而且取決于巖體內(nèi)預(yù)先存在的節(jié)理的幾何形狀。但在野外真實(shí)的巖體中進(jìn)行類似的邊坡破壞研究是不可行的。
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使用COMSOL5.5建立脆性材料壓縮摩擦剪切破壞的損傷模型，使用非局部本構(gòu)模型，包含源程序和論文（非本人所做，僅收取資料查找費(fèi)）
單軸壓縮實(shí)驗(yàn)
論文截圖
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ANSYS workbench中的剪切應(yīng)力到底是什么（三）
在 ANSYS Workbench 中，剪切應(yīng)力（Shear Stress） 是指物體內(nèi)部平行于截面方向的應(yīng)力分量，反映材料在平行于受力面方向上的 “錯動趨勢” 或 “剪切變形阻力”。它與正應(yīng)力（垂直于截面的應(yīng)力）共同構(gòu)成了材料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)。
正應(yīng)力 σx：表示X方向的正向應(yīng)力
切應(yīng)力 Txy：表示垂直于X軸的平面上方向沿Y方向的切應(yīng)力
1.剪切應(yīng)力的物理意義
從力學(xué)本質(zhì)上看，剪切應(yīng)力是由于物體受到平行于表面的力（剪切力）作用而產(chǎn)生的：
? 當(dāng)外力試圖讓材料的兩部分沿平行方向相對滑動時（如剪刀剪斷物體），材料內(nèi)部會產(chǎn)生抵抗這種滑動的內(nèi)力，單位面積上的這種內(nèi)力就是剪切應(yīng)力。
? 單位為帕斯卡（Pa）或兆帕（MPa），與正應(yīng)力單位一致。
2.Workbench 中剪切應(yīng)力的表現(xiàn)形式
在 Workbench 的結(jié)構(gòu)分析（如靜力學(xué)分析）中，剪切應(yīng)力如何表達(dá)，通過以下案例來理解。設(shè)置一個橫梁受到上面力的作用，則截面會產(chǎn)生剪切效果，計(jì)算后查看結(jié)果
那么根據(jù)理解，剪切應(yīng)力最大的應(yīng)該發(fā)生在平行于ZY平面的截面上，那么提取結(jié)果應(yīng)該看YZ的剪切應(yīng)力，提取結(jié)果如下
發(fā)現(xiàn)YZ結(jié)果并非理解的剪切應(yīng)力的云圖，經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，剪切應(yīng)力的大小遵循材料力學(xué)定義的方向，如下圖所示
結(jié)果提取Txy之后的應(yīng)力可以發(fā)現(xiàn)結(jié)果和理解的相同.
切應(yīng)力 Txy：表示垂直于X軸的平面上方向向Y方向的切應(yīng)力，以X的正方向來截取左側(cè)的截面為參考
τ_xy：平行于 XY 平面，方向沿 x 軸在 y 方向的錯動（或 y 軸在 x 方向的錯動）；
（分量符號的第一個下標(biāo)表示應(yīng)力作用面的法線方向，第二個下標(biāo)表示應(yīng)力方向。例如 τ_xy 表示：作用在法線沿 x 軸的截面上，方向沿 y 軸的切應(yīng)力。）
展開 通過ansys利用均勻化理論計(jì)算復(fù)合材料等效性能--等效彈性模量，剪切模量等
/PREP7
*SET,ALPH,0.5
*SET,TEMP,1
a=100
c1=0.4988
c2=1-c1
r1=sqrt(c1*a*a/3.1415926*4)
ET,1,PLANE42
KEYOPT,1,3,2
MP,EX,1,83.3
MP,PRXY,1,0.22
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,1,,ALPH
MPDATA,ALPY,1,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,1,,0
MP,EX,2,3.33
MP,PRXY,2,0.35
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
UIMP,1,REFT,,,
MPDATA,ALPX,2,,ALPH
MPDATA,ALPY,2,,-ALPH
MPDATA,ALPZ,2,,0
RECTNG,0,a,0,a,
PCIRC,r1, ,0,90,
AOVLAP,all
wpro,-45.000000,,
wpro,,,-90.000000
asbw,4
WPCSYS,-1,0
WPROTA,-45
CSWPLA,11,0,1,1,
CSYS,11
lsel,s,,,2,4
lsel,a,,,6
LESIZE,ALL, , ,11, ,1, , ,1,
lsel,s,,,10,11
lsel,a,,,1
LESIZE,ALL, , ,6, ,1, , ,1,
lsel,s,,,8,9
LESIZE,ALL, , ,22, ,1, , ,1,
allsel,
TYPE,1
MAT,1
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,0
amesh,3
TYPE,1
MAT,2
ESYS,11
MSHAPE,0,2D
MSHKEY,1
amesh,1,2
展開 