ansys漸進(jìn)失效的案例
【理論知識(shí)】Hashin復(fù)合材料漸進(jìn)失效模型原理及參數(shù)詳解
在之前的文章里曾經(jīng)多次提到過Hashin準(zhǔn)則，這是目前區(qū)分失效模式的判據(jù)中應(yīng)用最廣泛的判據(jù)之一，已被Abaqus、Ansys、MSC等大型商業(yè)軟件所集成。無論中文還是外文有關(guān)采用Hashin準(zhǔn)則進(jìn)行復(fù)合材料漸進(jìn)失效分析的文章也是鋪天蓋地、數(shù)不勝數(shù)，Hashin于1980年發(fā)表的一篇單向纖維增強(qiáng)復(fù)合材料失效準(zhǔn)則的文章被引用了3790次。在提出該理論時(shí)，本來是用于預(yù)測(cè)單向復(fù)合材料失效行為的，然鵝，目前大家基本都在將其應(yīng)用于層壓板的失效預(yù)測(cè)。
關(guān)于Hashin準(zhǔn)則的描述以及在WWFE中的表現(xiàn)，之前已經(jīng)撰文描述過，此處不再贅述，感興趣的可以點(diǎn)擊下方鏈接了解詳情。
聊一聊世界復(fù)合材料失效運(yùn)動(dòng)會(huì)（WWFE）——搞復(fù)材失效而不知WWFE你就out了
復(fù)合材料失效理論知多少？（一）
本文主要講解一下Abaqus中使用Hashin失效判據(jù)以及基于能量的演化判據(jù)進(jìn)行漸進(jìn)失效分析時(shí)各種參數(shù)和變量的定義和來由。有一些讀者對(duì)這兩者的組合使用的非常熟練，但并不了解損傷演化過程中失效判據(jù)和臨界應(yīng)變能釋放率是如何控制損傷擴(kuò)展的，希望通過本文能幫助讀者對(duì)復(fù)合材料漸進(jìn)失效分析有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
展開 基于Abaqus的vumat進(jìn)行纖維增強(qiáng)復(fù)合材料漸進(jìn)損傷與失效仿真
筆名：復(fù)材失效仿真
關(guān)鍵詞：纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，航空航天，漸近損傷模型，有限元仿真，沖擊
復(fù)合材料結(jié)構(gòu)漸進(jìn)損傷研究
復(fù)合材料因其輕質(zhì)高強(qiáng)廣泛應(yīng)用于航空航天、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。當(dāng)復(fù)合材料具備復(fù)雜結(jié)構(gòu)（如連接結(jié)構(gòu)）或承受復(fù)雜工況（如沖擊載荷）時(shí)，層內(nèi)損傷的模式包括多種損傷模式纖維/基體脫粘、基體開裂和纖維斷裂，從而引起復(fù)合材料結(jié)構(gòu)漸進(jìn)失效。為了模擬這些現(xiàn)象，漸進(jìn)損傷模型（PDM）在過去二十年中常被使用并已被證明是一種有效的方法。PDM通過材料退化建模模擬損傷開始后的材料性能衰減，為預(yù)測(cè)復(fù)合材料的準(zhǔn)脆性破壞過程提供了一個(gè)準(zhǔn)確的框架。PDM軟化規(guī)律的形式由材料裂縫萌生和擴(kuò)展背后的物理機(jī)制決定，并影響初始損傷后的結(jié)構(gòu)承載能力。
連接結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料應(yīng)用的薄弱環(huán)節(jié)，其失效涉及復(fù)雜損傷機(jī)制。對(duì)于復(fù)合材料螺栓連接結(jié)構(gòu)，開發(fā)三維漸進(jìn)損傷模型模擬多搭接結(jié)構(gòu)的失效，預(yù)測(cè)的基體失效、分層擴(kuò)展失效模式可以與實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)。對(duì)于復(fù)合材料膠接結(jié)構(gòu)，基于損傷演化模型研究了單搭接螺栓復(fù)合材料過盈配合接頭的承載行為，數(shù)值模型很好地捕捉了復(fù)材膠接平面微觀形態(tài)中的纖維斷裂和基體裂紋，表明漸進(jìn)損傷模型在應(yīng)用中具有較好精確性。
復(fù)合材料在服役過程中有可能經(jīng)受外物沖擊而產(chǎn)生可見或不可見損傷。利用漸進(jìn)損傷模型對(duì)復(fù)合材料層合板的沖擊損傷傳播過程進(jìn)行模擬，可以發(fā)現(xiàn)在整個(gè)加載過程中，不同損傷模式在層間的非均勻傳播特征。基于漸進(jìn)損傷模型建立層合板的損傷確定、逐步演化和本構(gòu)關(guān)系等損傷分析過程，能夠精準(zhǔn)預(yù)測(cè)復(fù)合材料受單次或多次的沖擊行為。
建立漸進(jìn)損傷本構(gòu)模型
建立纖維增強(qiáng)復(fù)合材料三維有限元模型，采用實(shí)體單元和內(nèi)聚力cohesive單元分布模擬復(fù)合材料層內(nèi)和層間損傷。
展開 ABAQUS 2Dhashin漸進(jìn)損傷失效準(zhǔn)則Standard不同于Explicit，及單元不刪除
ABAQUS顯式和隱式Hashin失效的損傷起始判斷準(zhǔn)則一致，但是單元?jiǎng)h除策略不同，如下ABAQUS幫助文檔中提到：
1. Standard中，Hashin中所有的失效模式中的損傷系數(shù)達(dá)到dmax才會(huì)認(rèn)為材料失效。
2. Explicit中，當(dāng)任意纖維失效模式（纖維拉伸或壓縮）中的損傷系數(shù)達(dá)到dmax即認(rèn)為材料失效。
我們回頭來看Hashin失效準(zhǔn)則：
隱式計(jì)算中，當(dāng)纖維拉伸失效準(zhǔn)則中的失效系數(shù)達(dá)到1時(shí)，材料點(diǎn)還在基體方向繼續(xù)有承載。而顯式計(jì)算中，纖維拉伸失效滿足后，材料點(diǎn)在基體方向即沒有承載能力。
但是滿足上面的條件還不足以刪除單元，幫助文檔中提到：
1. 隱式計(jì)算中需要所有單元截面所有的材料點(diǎn)失效，才會(huì)判斷刪除單元。
2. 顯式計(jì)算中所有單元截面處任意一個(gè)材料點(diǎn)失效，即可判斷單元?jiǎng)h除。
例如一個(gè)殼單元中可能有3個(gè)材料點(diǎn)（積分點(diǎn)），當(dāng)其中一個(gè)材料點(diǎn)失效時(shí)，顯式計(jì)算中單元即刪除，隱式計(jì)算中單元可以繼續(xù)承載。
總結(jié)：
1 隱式計(jì)算更為保守，需要所有的失效模式達(dá)到最大損傷系數(shù)，判斷材料點(diǎn)的失效，所有截面的所有材料點(diǎn)失效才能判斷刪除單元。
2.顯式計(jì)算中，纖維拉伸/壓縮失效模式達(dá)到最大損傷系數(shù)，判斷材料點(diǎn)的失效，所有截面的任一材料點(diǎn)失效即會(huì)刪除單元。
題外話：在顯式計(jì)算中，會(huì)出現(xiàn)某些復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下（例如開孔件拉伸），即使?jié)M足了Hashin失效準(zhǔn)則，單元仍然具有承載能力。這與ABAQUS內(nèi)部刪除單元策略有關(guān)。不過通過自寫vumat已經(jīng)可以解決abaqus顯式計(jì)算中滿足2D hashin失效而不刪除單元的問題。
展開 基于Abaqus/Explicit的復(fù)合材料漸進(jìn)損傷失效模型及VUMAT子程序講解分析（含詳細(xì)視頻教程）
(5) 單軸拉伸模型的建立與結(jié)果分析，與abaqus自帶的二維hashin和漸進(jìn)損傷對(duì)比。
(6) 模型的改進(jìn)與結(jié)果分析，最終單軸拉伸的剛度誤差為-0.35%，最大應(yīng)力誤差為-0.38%，失效應(yīng)變誤差為-0.34%。
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復(fù)合材料漸進(jìn)損傷失效VUMAT子程序詳解
https://www.yqgqt.org.cn/video/c246386
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漸進(jìn)性損傷與失效（主要是韌性金屬）-- 圖片未顯示的話，可郵箱PDF格式文件 ￥12
漸進(jìn)性損傷與失效：概覽（Progressive damage and failure: overview）
一、漸進(jìn)性損傷與失效
ABAQUS主要提供以下模型來預(yù)測(cè)漸進(jìn)損傷與失效：
（1）韌性金屬的漸進(jìn)損傷與失效（Progressive damage and failure for ductile metals）：
ABAQUS具有模擬韌性金屬漸進(jìn)性損傷與失效的基本功能：（1）該損傷與失效模型可以與Mises、Johnson-Cook、Hill以及Drucker-Prager塑性模型聯(lián)合使用；（2）該損傷與失效模型支持定義支持一種或多種損傷初始準(zhǔn)則，包括韌性ductile，剪切shear，成形極限圖forming limit diagram （FLD），成形極限應(yīng)力圖forming limit stress diagram（FLSD），成形極限圖Müschenborn-Sonne forming limit diagram（MSFLD）和Marciniak-Kuczynski（M-K）準(zhǔn)則。指定損傷初始準(zhǔn)則后，材料剛度會(huì)根據(jù)指定的損傷演化規(guī)律進(jìn)行漸進(jìn)地退化。
漸進(jìn)損傷與失效模型允許材料剛度呈現(xiàn)平滑退化，故適合準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分析，比動(dòng)態(tài)失效模型（Dynamic failure models）具有很大的優(yōu)勢(shì)（注：ABAQUS/Explicit提供動(dòng)態(tài)失效模型（Dynamic failure models），適用于高應(yīng)變率動(dòng)態(tài)問題）。
Johnson-Cook和M-K損傷初始準(zhǔn)則不適用于ABAQUS/Standard分析（即隱式迭代方法）。
展開 Ansys Zemax | 如何設(shè)計(jì)漸進(jìn)透鏡
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概述
漸進(jìn)透鏡是自由曲面設(shè)計(jì)中一個(gè)常見話題。為了實(shí)現(xiàn)增加光焦度或者控制像差等目的，自由曲面的形狀可以是任意的，而不是簡(jiǎn)單地由圓錐系數(shù)或者偶次非球面系數(shù)這樣的參數(shù)方程定義。
自由曲面的分析和優(yōu)化方法與普通透鏡有所不同，本文以一個(gè)漸進(jìn)透鏡為例,介紹這些優(yōu)化分析方法。
引言
漸進(jìn)透鏡 (Progressive addition lenses , PALs) 不同部分的光焦度平滑地變化。例如，低頭視物時(shí)用到的部分光焦度會(huì)比遠(yuǎn)眺時(shí)用到的部分光焦度大一些，這樣無論佩戴者是開車還是讀書，都可以戴著它。
漸進(jìn)透鏡的設(shè)計(jì)是自由曲面設(shè)計(jì)中一個(gè)常見話題。為了所需的光學(xué)性能，自由曲面形狀可以是任意的，而不是簡(jiǎn)單地由圓錐系數(shù)或者偶次非球面系數(shù)這樣的參數(shù)方程定義。一個(gè)自由曲面能在其上任意位置增加光焦度，以滿足像差校正的需求。
也正是因此，我們需要區(qū)別于傳統(tǒng)透鏡的分析和優(yōu)化工具。舉例來說，光程差圖 (OPD) 和光扇圖 (Ray Fans) 就不太適用于光焦度可以隨意變化的情況。這篇文章以一個(gè)非常簡(jiǎn)單的漸進(jìn)透鏡為例，介紹了如何建立、分析和優(yōu)化自由曲面系統(tǒng)。
表面類型
理想的自由曲面應(yīng)該由一系列點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成，然而要優(yōu)化這個(gè)面時(shí)，需要用某種方式給這個(gè)面一個(gè)小的擾動(dòng)，以此來判斷該繼續(xù)增加還是減小這個(gè)擾動(dòng)，使光學(xué)系統(tǒng)能更符合我們的預(yù)期。因此，純數(shù)據(jù)構(gòu)成的表面類型（如網(wǎng)格矢高或CAD物體）可能很適合分析光學(xué)系統(tǒng)的表現(xiàn)，但在設(shè)計(jì)的初期我們想要用優(yōu)化器連續(xù)改變曲面時(shí)，它們并不可取。
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概述
漸進(jìn)透鏡是自由曲面設(shè)計(jì)中一個(gè)常見話題。為了實(shí)現(xiàn)增加光焦度或者控制像差等目的，自由曲面的形狀可以是任意的，而不是簡(jiǎn)單地由圓錐系數(shù)或者偶次非球面系數(shù)這樣的參數(shù)方程定義。
自由曲面的分析和優(yōu)化方法與普通透鏡有所不同，本文以一個(gè)漸進(jìn)透鏡為例,介紹這些優(yōu)化分析方法。
引言
漸進(jìn)透鏡 (Progressive addition lenses , PALs) 不同部分的光焦度平滑地變化。例如，低頭視物時(shí)用到的部分光焦度會(huì)比遠(yuǎn)眺時(shí)用到的部分光焦度大一些，這樣無論佩戴者是開車還是讀書，都可以戴著它。
漸進(jìn)透鏡的設(shè)計(jì)是自由曲面設(shè)計(jì)中一個(gè)常見話題。為了所需的光學(xué)性能，自由曲面形狀可以是任意的，而不是簡(jiǎn)單地由圓錐系數(shù)或者偶次非球面系數(shù)這樣的參數(shù)方程定義。一個(gè)自由曲面能在其上任意位置增加光焦度，以滿足像差校正的需求。
也正是因此，我們需要區(qū)別于傳統(tǒng)透鏡的分析和優(yōu)化工具。舉例來說，光程差圖 (OPD) 和光扇圖 (Ray Fans) 就不太適用于光焦度可以隨意變化的情況。這篇文章以一個(gè)非常簡(jiǎn)單的漸進(jìn)透鏡為例，介紹了如何建立、分析和優(yōu)化自由曲面系統(tǒng)。
表面類型
理想的自由曲面應(yīng)該由一系列點(diǎn)數(shù)據(jù)構(gòu)成，然而要優(yōu)化這個(gè)面時(shí)，需要用某種方式給這個(gè)面一個(gè)小的擾動(dòng)，以此來判斷該繼續(xù)增加還是減小這個(gè)擾動(dòng)，使光學(xué)系統(tǒng)能更符合我們的預(yù)期。因此，純數(shù)據(jù)構(gòu)成的表面類型（如網(wǎng)格矢高或CAD物體）可能很適合分析光學(xué)系統(tǒng)的表現(xiàn)，但在設(shè)計(jì)的初期我們想要用優(yōu)化器連續(xù)改變曲面時(shí)，它們并不可取。
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磁鐵和磁性設(shè)備的業(yè)余愛好者和愛好者
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