失效因子的案例
有關商業軟件中Tsai-Wu、Tsai-Hill準則的輸出問題
（2）R和IF的翻譯或者叫法不統一，有的都叫失效因子，這里暫且將IF定義為判據因子（或失效因子），R則稱為應力的比例因子，一個是表征失效準則的判據值，一個是表征應力的縮放比例。兩者在物理意義和量綱上都是不同的。
在HyperMesh中進行Abaqus校核準則設置 ￥1
打開HyperMesh，選擇Abaqus求解器模板
定義材料類型為LAMINA
勾選FailStress按鈕，定義材料應力許用值參數
定義完成后，設置單元輸出卡片TSAIH、TSAIW
求解計算后即可在HyperView中查看失效因子
后期講述Hashin失效準則設置
復合材料失效脫粘分析鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14492
后處理教程鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/college/video/c14395
Abaqus子模型設置http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1196942；
計算復合材料ABD剛度矩陣：http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1193225；
HyperMesh啟動時自動加載腳本的三種方式：http://www.yqgqt.org.cn/content/post/1206247
展開 一分鐘上手的ABAQUS結果二次處理工具
和流體的仿真后處理相比，我們結構的結果往往就是應力應變位移，老三樣云圖，要是搞一個子程序渲染一個失效分布，都算是過年開洋葷的待遇了。
因為如此種種緣由，我們對有限元仿真結果的二次處理一直停留在依靠軟件自帶模塊的階段。
我在前面的文章《不用UMAT也能分析復合材料失效情況？》就提到，通過二次處理，我們自己就可以加入強度準則，來分析結構失效。但是，需要自己弄一個后處理模塊，這對很多人來說是有門檻的。
為此我就想，干脆我們工作室弄一個相對通用，且特別容易上手的后處理工具給大家用行不行呢？
于是我連夜召集高管開會討論......，劃掉。
于是我趕緊編寫一個工具出來，感覺還比較好用。完全是后處理的小白也能一分鐘上手，我們主要解決的痛點就是數據格式。只要在excel中，把網格、節點坐標、節點上的物理量放進去，就能得到我們想要的云圖。
這樣做有幾個十分明顯的好處：
（1）數據結構簡單，一眼明了，方便用。
（2）ABAQUS可以直接導出節點上的應力、位移、應變等數據，我們只要在表格中，利用基礎的EXCEL公式，就可以嵌入自己想分析的參數，比如嵌入一個強度準則，計算失效因子，進行渲染。
（3）方便不同工況的比較。對于同一個模型，以往我們計算了不同的工況，只能截取兩個圖在那對比。有了這個工具，我們可以通表格操作，直接計算出兩個工況的參數差異，然后渲染出來。結果量化了，放到論文里面更具說服力。
下面具體的介紹一下靜界有限元自研的仿真后處理工具。
輸入格式
支持EXECL格式，EXCEL里面只需要放兩個sheet，一個是單元，見下圖。三角形就放三個節點，四邊形放四個節點，四面體放四個節點，六面體放8個節點。
第二個sheet是節點，前四列是節點序號以及三個方向坐標。
展開 并不簡單的彈塑性本構子程序
我們材料是各向異性的，剛度矩陣更復雜，我們還有蔡吳、蔡希爾、哈辛一堆“高級”失效準則，材料還可以分層失效，寫到論文里面更好看，更別提失效因子、漸進損傷，總之就是牛掰。
后來我第一次寫彈塑性本構的時候，懵了。這玩意比我想象的要復雜的多。首先彈塑性這個問題并不簡單，要想解釋清楚它，需要從材料微觀層面，了解晶體位錯等等現象。甚至于到2011年，寫這些問題的綜述還能發一篇Nature。歸根結底，我們并未完全研究透材料的彈塑性行為，以及相關的強度、韌性問題。
即便就本構層面而言，彈塑性光一個塑性流動方向要想寫出來就不容易，網上能看到一大堆公式，各種導數偏導數。
問題是在UAMT/VUMAT里面是很難做這種偏導的，包括迭代數值計算，不是完全不能，而是寫出來大概率各種報錯，還不好調試找原因。在子程序里面，最穩妥的就是寫加減乘除。
那時候寫彈塑性本構，對我理解子程序以及ABAQUS邏輯，起到了非常重要的作用。我的體會是，學寫子程序，應該先寫彈性，接著就寫彈塑性，這樣才能打好基礎。像我當時屬于是回頭補課。
在寫彈塑性本構之前，我對塑性流動是干嘛使的沒有直觀概念。寫的時候我才明白，由于只能先算出來等效塑性應變，沒有流動方向的話，就無法把它轉換到各個應變分量，不知道應變分量就無法計算應力。這玩意從數學上講，是一個轉換公式。
我們目前重工業上大部分的結構材料還是金屬，盡管ABAQUS中有自帶的JC模型，但是如果要模擬更復雜的情況，學會寫彈塑性本構就十分必要。
本期就給一個彈塑性VUMAT拉伸失效的案例，結合單元刪除技術，模擬結構破壞過程。
展開 
基于VDI2230的螺栓校核工具
圖 Bolt Assessment inside ANSYS工作流程
Bolt Assessment inside ANSYS軟件功能介紹
1、GUI
圖 Bolt Assessment inside ANSYS交互界面
2、當前版本的功能
軟件可基于VDI 2230規范自動計算單螺栓或多個螺栓的安全因子，并將結果直接展現在GUI中：
• Overall：所有安全因子中的最小值
• SF：抗屈服安全因子
• SD：抗疲勞失效安全因子
• SP：抗表面壓潰安全因子
• SG：抗滑移安全因子
• SAE：抗螺紋失效安全因子
其他結果：
• 裝配狀態下的等效應力
• 裝配狀態下的材料利用率
• 最小旋合長度
• 軟件支持的其他功能：
• 多載荷步的評估
• 多載荷步之間的疲勞失效評估
• 支持基于VDI 2230 Part2中的Model class II（梁）與Model class III（實體）
• 預緊力的施加可支持PRETS179單元和MPC184單元（支持大旋轉）
輸出計算報告：
圖 Bolt Assessment inside ANSYS計算報告
3、模型處理
在整個連接系統的模型處理中，被夾緊件可按照實際情況建模、簡化，需要重點關注的是螺栓的建模方式，目前版本支持梁單元（Model class II）與實體單元（Model class III）的螺栓建模。
展開 一文搞懂封裝缺陷和失效的形式
制造和組裝載荷 制造和組裝條件都有可能導致封裝失效，包括高溫、低溫、溫度變化、操作載荷以及因塑封料流動而在鍵合引線和芯片底座上施加的載荷。進行塑封器件組裝時出現的爆米花現象就是一個典型的例子。
綜合載荷應力條件 在制造、組裝或者操作的過程中，諸如溫度和濕氣等失效加速因子常常是同時存在的。綜合載荷和應力條件常常會進一步加速失效。這一特點常被應用于以缺陷部件篩選和易失效封裝器件鑒別為目的的加速試驗設計。
本文小結
本文主要討論了封裝缺陷和失效，包括引線變形、底座偏移、翹曲、芯片破裂、分層、空洞、不均勻封裝、毛邊、外來顆粒、不完全固化、爆米花和開裂等等。加速因子以及缺陷和失效的評估方法是確保塑封產品高質量和高可靠性的關鍵。
來源：網絡
展開 干貨｜一文搞懂封裝缺陷和失效的形式
制造和組裝載荷 制造和組裝條件都有可能導致封裝失效，包括高溫、低溫、溫度變化、操作載荷以及因塑封料流動而在鍵合引線和芯片底座上施加的載荷。進行塑封器件組裝時出現的爆米花現象就是一個典型的例子。
綜合載荷應力條件 在制造、組裝或者操作的過程中，諸如溫度和濕氣等失效加速因子常常是同時存在的。綜合載荷和應力條件常常會進一步加速失效。這一特點常被應用于以缺陷部件篩選和易失效封裝器件鑒別為目的的加速試驗設計。
本文小結
本文主要討論了封裝缺陷和失效，包括引線變形、底座偏移、翹曲、芯片破裂、分層、空洞、不均勻封裝、毛邊、外來顆粒、不完全固化、爆米花和開裂等等。加速因子以及缺陷和失效的評估方法是確保塑封產品高質量和高可靠性的關鍵。
展開 張建國老師：淺議SIS的安全完整性管理
平均失效概率計算中的問題討論
對于化工裝置的SIS應用，大都為“要求（DEMAND）”操作模式的系統，SIL等級的硬件評估采用PFDavg計算。影響PFDavg量值的主要有6個因素：失效率（λ），表決形式（MOON），診斷覆蓋率（DC），檢驗測試周期/間隔時間（TI），（在線）平均恢復時間（MTTR），共因失效因子（β）。這6個參數對PFDavg的實際影響與企業的現場管理水平息息相關。
01
失效率
IEC615111：2016（該IEC標準版本仍未轉化為國內GB/T21109新版，因此本文引用時仍用IEC615111：2016，下同）中11.9.3條規定：在量化隨機失效影響時采用的可靠性數據，應該可信、可追溯、文檔化、對其合理性進行了適當評判，并且基于來自在類似操作環境下應用的、同類設備的現場反饋。
展開 【理論知識】Hashin復合材料漸進失效模型原理及參數詳解
圖6
以纖維拉伸失效為例，
同樣的方式，四種獨立的損傷狀態變量就都可以求解出來了。
四種獨立的損傷狀態變量對應的斷裂能在圖3中輸入。
文中多次提到失效判據判斷因子恰好等于的一刻，這僅僅是理論解，在實際的程序計算中，幾乎不可能使判斷因子恰好等于1，有可能大于1，這種情況在自己寫子程序時也是必須要考慮的，以后再專門寫文章講解這個問題吧。
本文完結，文中后半部分某些公式為自己編寫，無參考文獻，表述不當之處，敬請批評指正。覺得有用，歡迎轉發！
文章轉自“復合材料力學”微信公眾平臺，作者君莫。
Dyna中模擬材料失穩的GISSMO失效模型 ￥20
材料失效與應力三軸度
對現有金屬材料研究發現，失效應變受應力狀態影響，材料所受應力狀態不同時，材料內產生的塑性變形與應力集中程度將不同，材料失效應變也會發生變化。
下圖為某鋁合金材料失效塑性應變與應力三軸度的曲線。
累積損傷算法
現有的結構損傷分析中，大多數采用線性累積損傷算法（如JC失效模型），不能準確反映實際的非線性累積損傷過程。非線性累積損傷模型相比線性累積損傷模型更能準確反映出實際的非線性累積損傷過程，而線性累積損傷模型偏保守。
不同失效準則和不同累積損傷算法的仿真差別
GISSMO失效模型
單元尺寸對失效應變的影響
由于材料失穩后的應變帶有強烈的網格依賴性，而損傷及失效應變均和材料失穩后的應變相關，為了消除單元尺寸對失效應變的影響，GISSMO本構中引入了單元尺寸和失效應變歸一化因子LCREGD。
實例驗證
以簡單的單軸拉伸試驗為例：
損傷閥值DCRIT設定為0.5時計算結果如下：
材料失穩后中間單元先失效，符合單軸拉伸試驗規律。
展開 汽車碰撞仿真中的GISSMO材料卡片及設置方法
LS-Dyna采用*MAT_ADD_EROSION來設置GISSMO失效模型 ，如圖4所示。
圖4 Gissmo卡片設置示例
幾個關鍵字段設置方法如下：
IDAMG：應設置為1以激活Gissmo模型
DMGTYP：應設置為1，計算累計損傷值D，當D≥Dcrit時修正本構曲線，當D=1時材料失效。如果設置為0，僅計算累計損傷值，不修正本構曲線，材料不失效。
LCSDG：材料η-εf曲線的ID號。
ECRIT：本構曲線上應力開始下降位置的等效塑性應變。
DMGEXP：材料的損傷累積指數，即公式(7)、(8)和(9)中的n。
DCRIT：本構曲線上應力開始下降位置的所對應的損傷值，即公式(10)中的Dcrit。
FADEXP：應力退化指數，即公式（10）中的m。
LCREGD：單元尺寸歸一化曲線的ID號。
需要注意的是，ECRIT和DCRIT都是用于定義本構曲線修正的起始點，但ECRIT的優先級高于DCRIT。如果ECRIT設置為大于0的數字，則DCRIT的設置被忽略，當等效塑性應變εp達到ECRIT值時，軟件按公式(10)開始修正本構曲線，公式(10)中的Dcrit即為此時的損傷值。只有ECRIT設置為0時，程序才會按DCRIT設置值來修正本構曲線。
碰撞仿真所用的網格尺寸對結果有重要影響。通過不同網格尺寸試樣與實際試驗曲線的對比可以看出，在相同輸入條件下，隨著網格尺寸的增大，仿真試樣的失效應變與試驗值偏差逐漸增大，如圖5。LCREGD字段引用的曲線定義了網格尺寸歸一化因子和失效塑性應變之間的關聯，能夠修正網格尺寸所帶來的偏差。
展開 
《Composite Structures》：XFEM+UDMGINI實現復合材料擴展有限元分析
通過查看幫助文檔可以看到，UDMGINI子程序中僅需要定義FINDEX和FNORMAL兩個變量，FINDEX變量對應的不同失效判據的判斷因子，一個程序中可以有多個失效判據；FNORMAL變量代表的是每種失效模式下斷裂面的法線方向。
電阻表面的電化學遷移失效分析及防護
圖4 1#電阻截面的SEM圖
2.電化學遷移失效復現
根據失效分析，得出離子、潮氣及電場為失效的敏感因子，故設計故障復現試驗。將樣品分為兩組，預處理條件如表2所示，1000h潮熱加電實驗。
表2 潮熱加電實驗前后電阻值測試結果
組別
預處理條件
1
1%wt的氯化鈉溶液預處理
2
未進行預處理（對比組）
實驗后進行外觀檢查，結果見圖6和圖7所示。結果顯示氯化鈉溶液處理的電阻端均存在金屬遷移的情況，遷移物所在區域主要為Pb、Sn元素，同時存在高含量的氯元素，而未經過預處理的樣品表面均未發現遷移物和氯離子等異常現象。這是由于氯化鈉溶液中存在氯離子，在氯離子、電場和潮氣作用下，電阻端電極金屬材料發生陽極溶解，產生了金屬離子，故而在電阻表面發生電化學遷移。
展開 