ansys模擬裂紋擴展的案例
基于ANSYS裂紋擴展模擬和生命周期預測計算實例（原創，如轉載，請注明出處）
分析類型：斷裂力學
技術難點：斷裂 裂紋擴展 生命周期預測
完成人：技術鄰ANSYS專家
網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
模擬過程：
裂紋擴展模擬和生命周期預測
ABAQUS裂紋尖端應變、裂紋擴展模擬及問題
前幾天有人問我ABAQUS做焊點分析，我一看他給我的一片文獻，其實是用ABAQUS做裂紋擴展分析。之前也沒接觸過裂紋分析，于是照貓畫虎做了個算例，但是裂紋沒有擴展。
ABAQUS做裂紋有三種方法：contour integral，擴展有限元及VCCT法，這里用了contour integral法。
如圖所示，V形楔形處有一個預制裂紋，是采用Interaction模塊的assign seam設定的，裂紋的擴展面及方向是通過crack來設定的，類型為contour integral。材料模型定義了塑性應力-應變關系，彈性參數、GTN參數、脆性失效參數等。模型上的兩個孔，一個固支、一個勻速拉。預期當裂紋尖端的單元變形達到某一個值時將刪除單元。
您看見了就給個意見唄。
步驟：
建立模型，進行適當的partition
定義材料：分別定義了elastic彈性參數、plastic真實應力-應變關系、GTN模型參數、脆性失效參數（包括一個叫演化參數）。
定義預制裂紋、定義裂紋擴展面、方向，定義失效單元的generation。
邊界條件，提交job，查看結果。
結果：預期模型在塑性變形不是很大時就會產生裂紋擴展，但是模型產生了很大塑性變形后仍然沒有發生失效。
Mises應力場：
x方向正應力場
x方向真實應變場
x方向塑性應變場
裂紋尖端應變的結果還是挺漂亮的，雖然正確性有待考證，如果裂紋出來了就完美了，可惜裂紋沒出來。
展開 經典案例模擬1-巖石在溫度梯度下的裂紋擴展模擬（結果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個軟件，因此對軟件認識比較深入，對于ABAQUS軟件數值模擬非常有經驗，目前已經完成有2000+的模擬案例。
如若有技術支持需要，可聯系我QQ 284589695。技術服務會適當收費，希望理解。
展開 ABAQUS二維裂紋擴展模擬詳解
需要注意的是，在ABAQUS中當采用圍線積分（contour integral）來計算應力強度因子時，在圍線積分的區域只能為四邊形或六面體單元，雖然裂紋尖端的網格為三角形單元，但其實際上是退化的四邊形單元（degenerated quad），后面將會介紹如何劃分裂尖網格。
為了在ABAQUS中定義裂紋，首先需要指定裂紋面（crack front）以及裂紋尖端（crack tip），對于通過ABAQUS創建的二維部件實例，裂紋前沿可以指定為幾何點，幾何邊線以及幾何面，裂紋尖端可以指定為幾何點，而對于外部導入的二維網格（orphan mesh），裂紋前沿可以指定為節點，單元邊和單元面，裂紋尖端尖端可以指定為節點。除此之外還需要指定裂紋面的法向矢量方向或者裂紋擴展的方向，在ABAQUS中裂紋擴展的方向也被稱為q向量，該向量將用于圍線積分的計算。裂紋的定義如圖3所示。
圖3 ABAQUS裂紋定義界面
為了在裂尖單元中引入奇異性，需要對單元節點進行特殊的處理。如圖4所示，對于8節點的四邊形單元（二階單元，具有中間節點），首先ABAQUS會將四邊形單元的其中一條邊壓縮，假設該單元邊由節點a, b和c構成，壓縮之后節點a, b和c將合并共同構成裂紋尖端，隨后與裂紋尖端相連的兩條單元邊上的中間節點將會被移動到距離裂紋尖端1/4處的位置。
展開 
經典模擬案例4-道路在移動載荷下的裂紋擴展模擬（結果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個軟件，因此對軟件認識比較深入，對于ABAQUS軟件數值模擬非常有經驗，目前已經完成有2000+的模擬案例。
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展開 基于VCCT的裂紋擴展模擬
http://www.docin.com/p-437977520.html
航空發動機葉片裂紋擴展規律數值模擬研究
牟園偉等[10] 通過ANSYS 分析了外物損傷葉片的初始裂紋形態對疲勞壽命的影響。馬利麗[11] 通過MSC/ PATRAN 有限元分析軟件對某發動機試車過程中發生裂紋故障的渦輪葉片進行了振動研究。李洪松等[12] 對某型燃氣機的壓氣機葉片進行了有限元模態分析,結合坎貝爾圖得出二階和四階的復合振動是造成葉片斷裂的主要原因。
Franc3D 裂紋分析軟件主要計算三維裂紋的裂紋擴展與
疲勞壽命,國內外學者應用該軟件進行了很多裂紋擴展分析工作,證明其是裂紋擴展和壽命預測的可靠手段。Liao等[13] 基于ABAQUS 聯合Franc3D 提出了一種用于航空航天領域的鋁鋰合金修復結構剩余疲勞壽命估算方法。Mangardich等[14] 基于Franc3D 對某型航空發動機高壓壓氣機葉片在使用過程中發生斷裂的裂紋擴展進行了三維數值模擬。Wang 等[15] 利用ABAQUS 和Franc3D 研究了GH4169 高溫合金在滑動疲勞磨損條件下的裂紋擴展特性。李巖等[16] 基于Franc3D 探討了渦輪盤裂紋關鍵位置選擇、初始裂紋尺寸及形狀的確定和選擇問題。路衛兵等[17] 使用Fracnc3D 針對大模數表面淬火齒條的裂紋擴展規律進行了研究。熊勛等[18]采用Franc3d 和ABAQUS 聯合仿真的方法,對帶初始預制裂紋的Q235 鋼CT 試樣進行了疲勞裂紋擴展及壽命預測和分析。謝芳等[19] 利用ANSYS 及Franc3D 對球形壓力容器軸向橢圓埋藏裂紋擴展進行了分析。
在葉片裂紋擴展理論和數值分析方面,當前研究多局限
于表面裂紋和穿透裂紋,但是實際中的葉片多以三維裂紋形式存在,對于其裂紋前緣形貌、裂紋擴展路徑、裂紋擴展壽命的建模、數值模擬、理論分析都十分復雜。
展開 abaqus模擬邊坡裂紋擴展（XFEM）
求abaqus在模擬邊坡裂紋擴展這塊的例子和abaqus有關的學習資料，我學習abaqus有段時間了，但進步很慢，想找人交流交流，將感激不盡！qq1446449003
基于DYNA的含裂隙巖體爆破裂紋及擴展及損傷模擬 ￥48.9
本案例研究了含裂隙巖體爆破中裂紋的擴展及損傷過程，Ls-dyna模擬了爆炸應力波在裂隙巖體中的傳播特性。結果表明:爆破過程中應力波分布不均勻，主要向自由表面傳播閉合型宏觀裂隙阻礙爆炸應力波的傳播，且在裂隙處會止裂，裂紋及損傷會繞過裂隙處，模擬結果如下 ：
圖1 含裂隙巖體爆破裂紋及擴展有限元模型
圖2 含裂隙巖體爆破裂紋及擴展過程
圖3 含裂隙巖體爆破裂紋及等效應力波傳播過程
本案例適用于研究爆炸、沖擊、侵徹動力學的朋友，下面附上該模擬的K文件，大家有疑問可以在私信我，歡迎交流！
展開 三維復合材料CT試樣裂紋擴展模擬 ￥20
關于X-FEM：
X-FEM可以與兩種方法結合使用：
-內聚區模型（基于X-FEM的內聚行為）
-虛擬裂紋閉合技術（基于X-FEM的LEFM方法）
在本教程中，將使用以上兩種方法。基于X-FEM的內聚行為適合于對延性材料的破壞進行模擬（90°層中的基體破壞），而基于LEFM方法的X-FEM適合于對脆性材料的破壞進行模擬（0°層中的纖維破壞）。
2.初始裂紋位置
3.基于材料cohesive行為的XFEM定義（90°層中的基體破壞、延性）
定義屬性：
材料屬性賦予部件（是中間的3個cell）
定義方向：
定義XFEM（中間三個cell）
3.基于線彈性斷裂力學的XFEM定義（0°層中的纖維破壞、脆性）
定義XFEM（前面三個cell）定義XFEM（后面三個cell）
4.控制輸出
5. 修改常規解決方案控件以改善收斂行為
展開 Franc3D與ABAQUS聯合仿真模擬角裂紋擴展
通過abaqus建模，franc3d定義裂紋及擴展，可以模擬孔邊角裂紋的擴展。
圖一左側顯示了角裂紋的擴展路徑，從角裂紋逐漸擴展為穿透裂紋，右側顯示的是裂紋擴展過程中應力強度因子的變化。圖2則是ABAQUS中的odb文件顯示結果，能夠清晰觀察到角裂紋的擴展過程。
ANSYS WORKBENCH疲勞裂紋擴展分析
接上一案例，采用ANSYS WORKBENCH進行疲勞裂紋擴展分析，模型參數與上一案例相同。
當采用圖示模型進行計算時，會有如下報錯信息。
于是依據模型對稱性，修改模型如下。
WORKBENCH中疲勞裂紋擴展基于應力強度因子形式的paris公式，相應材料參數中需添加圖示參數C和m。
ANSYS中提供了兩種疲勞裂紋擴展壽命計算方式，即固定裂紋擴展距離，計算每次擴展對應循環次數；或固定循環次數，計算相應循環次數對應裂紋擴展距離。
在Fracture下分別設置相應初始裂紋及裂紋擴展參數。
分析設置中修改Fracture Controls設置。
計算結果可獲取圖示的裂紋擴展距離、裂紋擴展壽命曲線及相應曲線的數值。
展開 批量插入cohesive單元模擬裂紋擴展-原創例子
<p>目前為止裂紋的任意路徑擴展模擬主要有三種方法：1 基于斷裂力學，根據計算得到的G或者K與臨界值進行比較，設置裂紋的一次擴展長度，更新模型，重新劃分網格，再進行下一次計算，這種方法雖然可以實現裂紋的任意路徑擴展，但是必須預制裂紋，而且計算十分復雜，實現困難，對于沒有什么編程基礎的人，幾乎很難實現，另外，它對于模擬裂紋的分叉及交叉問題幾乎無能為力；2 通過ABAQUS軟件中的擴展有限單元法即便XFEM，這種方法對于簡單模型的失效分析極為有限，而且與實驗吻合較好，而且可以很方便地預制裂紋的位置，不受幾何模型的限制，同時，它可以使用斷裂力學準則模擬預制裂紋的擴展，又可以使用損傷力學準則模擬裂紋的萌生及后續的擴展，但是即便有如此多優點，目前為止它的應用仍然不是十分廣泛，這主要因為它有一個致命的弱點，就是不能模擬裂紋的合并及分叉，盡管最先版本的ABAQUS中加入了裂紋合并及分叉的模擬，但是效果簡直不忍直視，可以忽略了，但是反過來說，這也是軟件的一大進步，相信在不久的將來，ABAQUS可以把裂紋的分叉及合并做的更好，到時候大家就可以暢游分叉裂紋的世界了，但估計這需要一個較長時間的等待了；3 通過在實體單元間批量插入cohesive單元實現任意裂紋的萌生及擴張，這種方法最大的好處就是裂紋的整個過程都可以實現，包括萌生、擴張、分叉、合并、剝落，但是它也有一個弱點，使用過cohesive的人都知道，參數比較難調，要想達到預期的效果必須進行大量的調試，但是話說回來，任何模擬工作都要經過大量的調試過程，總之，這種方法是一個非常好用又有效的方法，下面給出2d和3d原創例子的效果圖及cae、inp和動畫文件。
展開 #abaqus2018版本自帶插入cohesive-裂紋擴展模擬例子
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</div><p>最后附上這個模型的cae和inp文件，需要的同學請下載</p><p><img src="https://img.jishulink.com/201810/imgs/5447dfd1d6614bf2a05d811471a58e1c.gif"><a href="https://oss.jishulink.com/upload/201810/aec207de371c4b0aa180c59a9f2742e2.rar" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(0, 102, 204);">#abaqus2018版本自帶插入cohesive-裂紋擴展模擬例子.rar</a></p><p>ABAQUS斷裂模擬收徒 ，保證快速學會各種ABAQUS斷裂模擬方法 1200/人（將享有各種插件以及程序，價值3000+、專門定制視頻、全程親自教學、各種模型調試及解答問題等等，傾囊相教）</p><p><br></p>
展開 ABAQUS的擴展有限元做疲勞裂紋模擬
請問各位大佬，用ABAQUS的XFEM做疲勞裂紋的模擬，如何得到裂紋長度隨壽命的關系曲線，就是后處理如何獲得裂紋長度
