蠕變裂紋損傷
關注創建者：匿名 創建時間：2021-10-08
蠕變裂紋損傷的視頻教程
ABAQUS管道環向橢圓裂紋斷裂參量計算-應力強度因子K、J積分、蠕變參量Ct
實戰演練-斷裂力學參量計算 應力強度因子-K因子、J積分、蠕變參量Ct的有限元計算
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免費公益課之有限元軟件ABAQUS-基于XFEM損傷分析管道的裂紋擴展情況（帶預制裂紋）
本視頻對帶預制裂縫的管道進行了裂紋擴展模擬，基于XFEM損傷，可以較好的模擬出管道的開裂情況。本視頻包括模型的全過程分析，XFEM屬性定義，初始裂縫的引入，網格劃分，網格大小對裂紋開展的影響，后續一些常用后處理的展示等。本次視頻制作粗糙一些，大家湊合著看，能學到東西，干就完了。
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蠕變裂紋損傷的實例教程
由圖中可以看出在交叉流條件下，經過 50 000 h 蠕變后所有構件損傷均未達到臨界損傷值，上連接體未出現裂紋。
綜上對同流、逆流、交叉流條件下運行 50 000 h后平板式 SOFC 蠕變損傷分析，發現同流條件下，平板式 SOFC 在運行 19 800 h 蠕變后達到臨界損傷值；逆流條件下，平板式 SOFC 在 24 000 h 蠕變后達到臨界損傷值，出現裂紋，并且在 48 700 h 后出現新的裂紋；交叉流條件下經過 50 000 h 后未達到臨界損傷值。綜上分析相同工作條件下交叉流相比于同流、逆流損傷更小，使用壽命更久，屬于最佳流道方式。
為進一步分析在交叉流條件下平板式 SOFC 裂紋萌生時間，及使用壽命。圖 12 分析了平板式 SOFC在交叉流條件下蠕變 100 000 h 各構件損傷隨時間變化曲線，可以看出損傷也經歷了減速、恒速、加速三個階段，并經過 78 500 h 蠕變，上連接體最先達到臨界損傷值 0.99，裂紋萌生。
3 結論
全面考慮了質量、動量、熱量、電化學反應等多場耦合的共同作用，對平板式 SOFC 多通道多場耦合下的不均勻溫度場進行數值計算。詳細研究了同流、逆流以及交叉流三種氣體流向布置在不均勻溫度下的電池內部蠕變損傷及裂紋萌生位置。主要結論如下。
(1) 對平板式SOFC 不同流道布置下的三維多物理場耦合數值模型進行了計算，得到了不均勻溫度場分布，發現不同流道布置下溫度分布存在著顯著差異；逆流條件下溫度最低，交叉流條件下溫度最高，三種流動方式下溫度最小值均出現在氣體入口，最大值出現在氣體流道出口，模擬所得極化曲線與試驗數據吻合良好，證明了模型的有效性。
展開 該部分為abaqus蠕變計算基本流程
ABAQUS蠕變問題計算流程.pdf
付費部分為使用CREEP子程序建立雙曲正弦函數蠕變損傷子程序，含到達預設損傷值（假設為1.0）后終止計算，和USDFLD子程序控制材料參數（該子程序可用于損傷后的材料退化，如蠕變第三階段或者蠕變疲勞分析，若不需要場變量控制可對該部分代碼進行刪除），相關理論請參考附件sci文獻。可提供關于CREEP子程序的幫助文件學習的相關指導
圖4 冷沖擊結束后的溫度場（℃）
圖5 冷沖擊結束后的應力分布
使用IMPR_TABLE功能以表格的形式輸出關鍵部位上的累積塑性形變結果，將兩種設計的歧管的累積塑性形變進行對比，降溫瞬態下的塑性變形結果如圖6所示，與原本設計相比，壁厚更薄的歧管疲勞損傷更小，厚度減少20%的設計，其使用壽命增加約43%，疲勞損傷計算結果見表1。在以后的計算中將考慮包括蠕變造成的損害。為此，將之前計算的結果用于所研究的兩種設計，以確定蠕變損傷情況。最終使用疲勞-蠕變相互作用的非線性模型可以在一定的可信度下評估歧管受到該典型負載時的壽命。
圖6 減溫循環期間在塑性最大應力的高斯積分點處累積塑性變形（%）
表1 疲勞損傷計算(Manson-Coffin曲線)
04 總結
在通用結構仿真軟件中使用VISC_CIN2_CHAB定義的新粘彈塑性行為模型可對部件機械疲勞與蠕變行為進行模擬，從而對其壽命進行預測，為將來重要部件的設計與日常維護提供了新方法。本次模擬結果表明可以通過降低歧管壁厚的方法降低因冷沖擊帶來的機械疲勞現象。
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一款國產可控云端仿真平臺，結構、流體、水動力仿真軟件場景化模塊化，支持多格式網格導入(.med、.inp、.cdb、.cgns等)和高性能并行計算，降低CAE使用門檻，拓展CAE應用范圍，加速工業企業研發制造數字化轉型。平臺支持云端CAE仿真生成工業APP，構建完全交互式仿真社區，快速實現行業通用經驗軟件化。
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展開 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 Afgrow損傷容限疲勞裂紋擴展分析軟件
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01 案例背景
歧管是化石燃料發電站的重要部件之一，用于將蒸汽收集匯總。在日常的工廠運行周期里，歧管易受到機械疲勞的影響；同時受運行階段的溫度和應力條件影響，也會出現蠕變的現象。
圖1 SHT型歧管
為了評估歧管的相關設計參數，特別是厚度對其壽命的影響，法國電力公司開展DUCAT項目計劃進行相關模擬，從而幫助設計與日常維護。
02 研究方法
在此案例中，分別針對Champagne
詳細研究了同流、逆流以及交叉流三種氣體流向布置在不均勻溫度下的電池內部蠕變損傷及裂紋萌生位置。主要結論如下。
Fluid-driven transition from damage to fracture in anisotropic porous media: a multi-scale XFEM approach 論文內容100%重現
巖體中的裂隙直接影響爆破應力波在巖體中的傳播，進而影響爆破效果。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 ：
與單孔爆破相比，雙孔爆破中爆破沖擊波的傳播規律和巖體的損傷裂紋擴展過程更為復雜。有限元分析(FEM)在目前的數值分析方法中占據主導地位。本案例基于動態分析軟件LS-DYNA和langange - ale流固耦合算法。采用數值模擬方法研究了爆破沖擊波在巖石介質中的傳播規律以及爆破對爆破孔周圍巖體振動的影響。模擬結果如下：
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Code_Aster是法國電力集團（EDF）研發的一款開源有限元仿真軟件，適用于固體力學、熱學和聲學等物理現象，具體細分為靜力學、動力學、土-結構相互作用、流固耦合、傳熱學等方面的仿真分析，具備廣闊的應用場景。Code_Aster通過核工業認證，滿足法國核安全局和英國核監管部門要求，在各工業領域尤其是能源電力領域有大量的工程和研發應用案例。
01
01仿真背景
鋼筋混凝土靶侵徹問題的研究，對于鉆地武器和防護工程的設計有重要的意義。由于鋼筋混凝土靶的非均質、各向異性、多項組分特點，以及強沖擊載荷導致的復雜結構行為，給該問題的理論研究帶來較大的困難。侵徹實驗是獲得彈靶響應及侵徹結果最直接的方式，結合數值模擬，則可針對侵徹效應諸因素進行深入的定性和定量研究
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