ABAQUS單元失效的案例
淺談Abaqus單元刪除的一般方法
在子程序中定義一個狀態變量來表征材料是否失效。為0，失效。為1，正常。然后根據自己的失效準則來給這個狀態變量賦值。子程序中可以定義自己的失效準則和本構方程。
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Abaqus單元刪除的一般方法
1.單元刪除的功能和目的：
有限元本身是基于連續介質力學，這一理論就是物質在空間域是連續的。通俗的說，就是物體劃分成單元后，單元一般是不會消失的。但是工程中有切削、斷裂、破壞的情況發生。為了模擬這些情況ABAQUS提供了單元失效功能。
2.ABAQUS中單元失效方法：
①單元直接刪除方法
這種方法可用來模擬基坑、隧道開挖導致的材料消失。關鍵就是在 key word 中加一行關鍵字 *MODEL CHANGE ,TYPE=ELEMENT, ROMOVE Set-1. Set-1為所定義的單元集合，這一集合需要事先定義。而這一關鍵字一般位于STEP后，用戶想在哪一步刪除單元，就在哪一步后添加。
需要注意的是，這種方法單元是直接刪除，容易造成總剛陣奇異，使結果不易收斂。改進的辦法就是引入溫度狀態變量，事先就是單元剛度減弱。
②單元損傷失效
首先此方法只能在explicit模塊下使用，這一方法本身是為了描述損傷對于材料剛度的影響。ABAQUS通過狀態變量的值來控制單元的刪除與否。具體來說就是：status=1,單元保留;status=0,單元刪除。損傷一般分為拉伸損傷和剪切損傷。對于剪切損傷而言，需要注意首先在property中選擇shear damage.其中的參數選擇視實際情況而定。定義損傷以后還要定義，damage evolution,一般的類型有displacement 和energy。一般選擇displacement。Softening則是控制著具體位移（能量）與損傷的對應關系，見下圖：
接下來要輸入損傷為1的時候的塑性位移值，表達式為：
損傷率表達式為：
，即單元的塑性應變乘單元特征長度大于你所規定的值時，單元失效。
③VUMAT
Vumat 方法最靈活，難度也最大。
展開 【ABAQUS建?！繌秃喜牧?em>失效與單元刪除-附cae文件
復合材料失效模擬是一個復雜的過程，需要仔細設置和考慮多個參數。
1.設置復合鋪層：
在模型中定義復合材料的鋪層結構，包括纖維方向、層數、厚度和材料類型等參數?？梢允褂?em>ABAQUS CAE中的“Composite Layup”功能來設置復合鋪層。
2.定義材料特性：
為纖維增強復合材料定義材料特性，包括纖維和基體的力學性質（如彈性模量、剪切模量、屈服強度等）、失效準則和失效模型等。
3.分配載荷和邊界條件：
根據實際情況在模型中分配載荷和邊界條件。這些載荷和邊界條件可以包括約束、力、壓力或其他外部加載。
4.復合失效模擬過程中單元未被刪除的可能原因：
在復合材料失效模擬中，有時會發現一些單元未被刪除。這可能是由于網格劃分不合理或網格質量不好導致的。建議檢查網格質量并進行調整，確保合理的網格劃分。
5.后處理復合材料變形和失效結果：
完成失效模擬后，需要進行后處理以查看復合材料的變形和失效結果?？梢允褂?em>ABAQUS CAE提供的后處理功能來可視化和分析模擬結果，例如查看復合材料的應力、應變分布、損傷演化和失效模式等。
以下是詳細的步驟和注意事項：
1.設置復合鋪層：
a. 在ABAQUS CAE中創建復合材料模型，并選擇適當的單元類型（例如，SHELL181用于復合板）。
b. 使用"Part"工具創建復合鋪層的幾何形狀，設置纖維的方向和層數。
c. 定義每層中纖維和基體的材料性質，可以使用各向異性彈性參數定義纖維方向的彈性模量和剪切模量。
2.定義材料特性：
a. 選擇適當的失效準則和失效模型，這取決于您希望模擬的復合材料失效行為。
b. 定義纖維和基體的彈性性質、破壞準則和屈服準則。
c.
展開 ABAQUS混凝土損傷失效單元刪除插件：Concrete Damage Element Deletion ￥398
插件介紹
AbyssFish CDED（Concrete Damage Element Deletion）插件旨在實現混凝土損傷塑性（Concrete Damage Plasticity, CDP）材料模型中的失效單元自動刪除功能，從而精確模擬混凝土損傷開裂行為。
該插件僅適用于“動力，顯式（Dynamic, Explicit）”分析步，且僅對混凝土損傷塑性（CDP）材料有效，不支持其他材料模型的損傷單元刪除功能。建議用戶采用EasyCDP或EasyCDP Mortar&ITZ插件以構建混凝土損傷塑性模型。
本插件兼容二維（2D）與三維（3D）模型，支持所有單元類型，并允許多種CDP材料在同一模型中的應用，包括多個部件（Part）或單個部件內不同材料的組合配置。
插件中定義的參數“Damage C”與“Damage T”分別表征混凝土單元的受壓損傷度與拉伸損傷度。當單元的損傷值超過任一預設閾值時，該單元將被自動刪除。
該插件應在提交分析作業前的最后一步應用。若在應用插件后對模型進行了任何修改，需在提交作業前重新運行插件以更新混凝土損傷單元刪除的設置。
說明提醒
該插件可在 Windows 10 和 Windows 11 系統上運行，支持 Abaqus 2024及以上版本。低版本Abaqus CDED插件請查看：
Abaqus 2019~2023 CDED Plug-in
插件需要注冊，注冊完成后即可永久使用。該插件為單機許可銷售模式，購買后請聯系我們以獲取許可證。
展開 
基于ABAQUS的超高性能混凝土UHPC單元失效刪除仿真模擬
利用關鍵詞*Concrete failure來實現，UHPC混凝土單元失效刪除的仿真模擬
目前只能通過動態顯式求解來定義關鍵詞
*Concrete failure，type=strain（或displacement）
拉伸開裂應變（或位移），壓縮非彈性應變，拉伸損傷值，壓縮損傷值
把上面兩行編輯好的關鍵詞，放到CDP本構模型后面，如果在GUI界面定義編輯關鍵詞后，一定要去再次檢查定義的位置，否則很容易出現竄行，求解提示inp文件出錯。
個人建議：最好是輸出inp后，再次進行編輯，通過job模塊提交編輯后的inp更為方便。
受壓損傷云圖1
受壓損傷云圖2
受壓損傷云圖3-開始出現單元失效刪除
受壓損傷云圖3-斜剪破壞
最終破壞云圖
軸心受拉開裂
中間出現單元失效刪除
中間單元全部失效刪除
剛度退化
剛度退化因子
荷載位移曲線
展開 ABAQUS 2Dhashin漸進損傷失效準則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則一致，但是單元刪除策略不同，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達到dmax才會認為材料失效。
2. Explicit中，當任意纖維失效模式（纖維拉伸或壓縮）中的損傷系數達到dmax即認為材料失效。
我們回頭來看Hashin失效準則：
隱式計算中，當纖維拉伸失效準則中的失效系數達到1時，材料點還在基體方向繼續有承載。而顯式計算中，纖維拉伸失效滿足后，材料點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. 隱式計算中需要所有單元截面所有的材料點失效，才會判斷刪除單元。
2. 顯式計算中所有單元截面處任意一個材料點失效，即可判斷單元刪除。
例如一個殼單元中可能有3個材料點（積分點），當其中一個材料點失效時，顯式計算中單元即刪除，隱式計算中單元可以繼續承載。
總結：
1 隱式計算更為保守，需要所有的失效模式達到最大損傷系數，判斷材料點的失效，所有截面的所有材料點失效才能判斷刪除單元。
2.顯式計算中，纖維拉伸/壓縮失效模式達到最大損傷系數，判斷材料點的失效，所有截面的任一材料點失效即會刪除單元。
題外話：在顯式計算中，會出現某些復雜應力狀態下（例如開孔件拉伸），即使滿足了Hashin失效準則，單元仍然具有承載能力。這與ABAQUS內部刪除單元策略有關。不過通過自寫vumat已經可以解決abaqus顯式計算中滿足2D hashin失效而不刪除單元的問題。
展開 Abaqus內置LaRC05失效準則子程序（附cohesive單元umat子程序開發教程）
其吸收了Puck準則中關于基體失效的預測方法，并提出Kinking模型來描述纖維壓縮失效的起始。還考慮了就位強度、材料非線性等復雜問題近年來受到廣泛關注。
纖維拉伸失效
纖維壓縮失效
當|σ1|≤|Xc/2|時，為纖維的splitting模式，當|σ1|>|Xc/2|時，為纖維的kinking模式。
基體失效
式中，<x>=(x+|x|)/2;
Kink角度Ψ為0-180度內使失效系數最大的值。
Abaqus從2017版本開始，內置了UVARM和DMGINI兩種子程序供用戶調用。UVARM子程序需要以“ABQ_LARC05_DMGCRT”作為材料名的前綴，可以用來評估是否滿足LaRC05強度指標；DMGINI子程序需要以“ABQ_LARC05_DMGINI”作為材料名前綴，可以結合XFEM來分析裂紋萌生和擴展。
在abaqus中可以通過修改關鍵字來進行模型設置
UVARM設置
DMGINI設置
輸出變量的含義
計算結果
此外，如果有小伙伴希望學習cohesive單元的umat子程序開發相關技術，可以關注下圖的教程：
點擊鏈接進入了解詳情：Abaqus Cohesive單元介紹及其本構的Umat子程序開發教程
最后，有ABAQUS子程序開發相關需求歡迎通過微信公眾號聯系我們。
微信公眾號：320科技工作室。
展開 模擬復合材料層合板三點彎曲，層間定義cohesive單元, 復合材料層失效后單元刪除出現單元侵入干涉
當在復合材料層失效后，單元被刪除，出現結點穿透現象。這樣情況下得到的結果是否可靠呢，另，這個問題具體如何解決呢？？還請各位老師指點？萬分感謝！
ABAQUS中材料失效控制，失效把控 ￥15
ABAQUS軟件免費介紹
失效單元體積統計
如何統計失效單元的體積呢？
靶板實體單元失效轉化成粒子 ￥99
模型如圖，四分之一模型
結果如圖，動畫，鏡像成完整模型，注意轉化成的粒子
單元刪除模擬斷裂失效實例-----小球沖擊鋁板
4 網格：接觸區域網格必須足夠細，不然會出現有些同學反映的問題：網格被拉得很長也不見破壞...
5 step--output在State/Field/User/Time-------status里面打鉤，否則失效的單元還是會出現在模型里面。
6 是否取半結構分析：雖然這是一個軸對稱問題，但是做斷裂分析不要取半結構（也不要用2D的），那樣做出來只能被外行人眼羨、被內行人鄙視(雖然他們嘴上可能會留情...)。
教材上說的對稱模型取半結構分析，那是在材料力學、彈性力學or結構力學里面說的，都是只針對彈性小變形，而斷裂問題都是嚴重非線性問題，一般涉及大變形（兼有幾何非線性和材料非線性、邊界非線性），所以理解知識還是要靈活一點，不要輕率來個教材上說了，老師說了...他們說是說了，但是都是有條件的。
先寫這么多，樓下我再補充點兒。
附件：
1 inp文件
b.rar
2 載荷-位移曲線
3 動畫
展開 基于hyperworks＋lsdyna電池包擠壓之單元失效模擬 ￥15
幾個關鍵點：如何定義彈塑性材料MAT24（材料曲線）、剛性體材料MAT20，如何定義壓頭與箱體的接觸，如何定義箱體與剛性墻的自接觸，如何定義壓頭的約束及加載尤其是創建壓頭的位移加載，如何創建單元失效。
擠壓動圖（含單元失效）
位移云圖（含單元失效）
擠壓力隨時間變化曲線
本案例僅提供模型文件及結果文件及其它相關教程，凡購買的朋友針對本案例仿真實現上有什么疑問可以私信。
展開 單元刪除模擬斷裂失效實例-----小球沖擊鋁板
對于絕大部分常見材料，沖擊模擬所需的材料參數，baidu or google 材料編號+Johnson-Cook 都可以搜到（不過本版還是很多人問某某鋼的材料參數，搜索能力啊 ）
（這個inp里面材料參數來自abaqus manual）另外，實在找不到的材料參數去ls-dyna版逛逛，會有收獲的。
3 step--time：動態計算，時間是物理時間。很多人問time設為多少比較合適?，F在流行的各種沖擊工況，幾乎都有現成方法或者經驗公式來估算沖擊歷時。
如果你實在是沒有任何經驗和參考數據，可以看看我的經驗。
就梁和板的沖擊而言，我個人經驗：
低速沖擊無擊穿，時間可以用pi*[sqrt（M1+M2/4）/kb] 近似估算. 其中M1是撞擊體質量，M2是受撞體質量，Kb是撓曲剛度（薄板取彎曲剛度即可）。
高速擊穿的情況，一般取1-2ms試算，算完一看結果，自然知道如何調整。
4 網格：接觸區域網格必須足夠細，不然會出現有些同學反映的問題：網格被拉得很長也不見破壞...
5 step--output在State/Field/User/Time-------status里面打鉤，否則失效的單元還是會出現在模型里面。
6 是否取半結構分析：雖然這是一個軸對稱問題，但是做斷裂分析不要取半結構（也不要用2D的），那樣做出來只能被外行人眼羨、被內行人鄙視(雖然他們嘴上可能會留情...)。
教材上說的對稱模型取半結構分析，那是在材料力學、彈性力學or結構力學里面說的，都是只針對彈性小變形，而斷裂問題都是嚴重非線性問題，一般涉及大變形（兼有幾何非線性和材料非線性、邊界非線性），所以理解知識還是要靈活一點，不要輕率來個教材上說了，老師說了...他們說是說了，但是都是有條件的。
先寫這么多，樓下我再補充點兒。
展開 Ls-dyna查看單元失效區域和數量的方法 ￥1
查看單元失效區域
這是如果你要統計單元失效數量，如果模型簡單，可以目測大致數出來，這也算是一種統計單元數量的方法
但是如果失效單元較多，數起來也挺費事，可以采用下面的方式
