材料與結(jié)構(gòu)失效分析的案例
金屬韌性損傷材料失效模型應用實例-Abaqus/Explicit鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析 ￥49.9
在常溫狀態(tài)下，大多數(shù)工程金屬具有較高的韌性，這種情況下，材料的失效分析通常會使用韌性損傷漸進失效模型。
如下圖所示，該模型完整的定義了材料的彈性階段、塑性階段、損傷起始與損傷演化。材料承載經(jīng)歷彈塑性階段后達到損傷起始點a，繼續(xù)承載，損傷后的材料剛度折減，出現(xiàn)軟化，直到損傷參數(shù)D=1時，材料剛度退化為0，單元刪除。
韌性材料損傷漸進失效模型
工程案例：
鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析
上圖案例中的分析工況按閱讀順序依次是：
沖擊質(zhì)量5kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度100m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度200m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度300m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚5mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚20mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度400m/s，桶厚50mm;
沖擊質(zhì)量25kg，速度500m/s，桶厚50mm;
付費部分為鋼制管狀結(jié)構(gòu)多工況沖擊損傷失效分析案例的9種工況共計9個inp文件壓縮包+CAE 源文件壓縮包。
展開 直播預告 | Digimat連續(xù)纖維增強復合材料與結(jié)構(gòu)疲勞分析
支持及參與的項目涵蓋：航空復合材料結(jié)構(gòu)失效分析、CFRP結(jié)構(gòu)固化回彈評估、SFRP部件沖擊失效及NVH分析等。
基于Abaqus的結(jié)構(gòu)斷裂失效建模與仿真分析 ￥5
該文檔是Abaqus官方培訓時的教程，共633頁，里面對斷裂失效領(lǐng)域常見問題的理論模型及Abaqus操作進行了詳細剖析，具有非常強的應用價值。文檔中的圖片均為高清彩圖，便于讀者進行針對性的仿真建模計算。
一文了解金屬材料失效分析（上）
金屬材料失效具體形式
失效原因分析
設(shè)計不合理
其中結(jié)構(gòu)或形狀不合理，材料存在缺口、小圓弧轉(zhuǎn)角、不同形狀過渡區(qū)等高應力區(qū)，未能恰當設(shè)計引起的失效比較常見?？傊?，設(shè)計中的過載荷、應力集中、結(jié)構(gòu)選擇不當、安全系數(shù)過小(追求輕巧和高速度)及配合不合適等都會導致構(gòu)件及裝備失效。構(gòu)件及裝備的設(shè)計要有足夠的強度、剛度、穩(wěn)定性，結(jié)構(gòu)設(shè)計要合理。
分析設(shè)計原因引起的失效尤其要注意：對復雜構(gòu)件未作可靠的應力計算；或?qū)?gòu)件在服役中所承受的非正常工作載荷的類型及大小未作考慮；甚至于對工作載荷確定和應力分析準確的構(gòu)件來說，如果只考慮拉伸強度和屈服強度數(shù)據(jù)的靜載荷能力，而忽視了脆性斷裂、低循環(huán)疲勞、應力腐蝕及腐蝕疲勞等機理可能引起的失效，都會在設(shè)計上造成嚴重的錯誤。
選材不當及材料缺陷
金屬裝備及構(gòu)件的材料選擇要遵循使用性原則、加工工藝性能原則及經(jīng)濟性原則，首先要考慮遵循使用性原則。使在特定環(huán)境中的構(gòu)件，對可預見的失效形式要為其選擇足夠的抵抗失效的能力。如對韌性材料可能產(chǎn)生的屈服變形或斷裂，應該選擇足夠的拉伸強度和屈服強度；但對可能產(chǎn)生的脆性斷裂、疲勞及應力腐蝕開裂的環(huán)境條件，高強度的材料往往適得
其反。
展開 
NX 復合材料Laminate Failure Analysis 失效分析
文檔主要介紹了NX下復合材料壓層失效分析的前后處理功能。對2D及3D的失效分析特性，步驟及軟件相關(guān)功能模塊進行了介紹。NX對復合材料的失效分析的后處理結(jié)果也很強大，例舉了幾種結(jié)果進行介紹，如Failure index results，Strength ratio results，Margin of safety results等。
最后，主要介紹了相關(guān)理論的分類，如Limit failure theories，Interactive failure theories，并對這兩種分類中的細節(jié)理論進行展開介紹，如Maximum Stress ply failure theory (2D/3D)，Maximum Strain ply failure theory (2D/3D)，Hill ply failure theory (2D/3D) ，Hofmann ply failure theory (2D/3D)等。另外，NX還可以進行用戶自定義失效準則，利用C，C++或Fortran等通過DLLs實現(xiàn)。
Lesson_8_Laminate_Failure_Analysis.pdf
展開 不用UMAT也能分析復合材料失效情況？
<h3 class="ql-align-center"><strong style="color: rgb(77, 77, 77);">靜力失效的兩種分析思路</strong></h3><p>《談材料力學行為研究的標配—ABAQUS UMAT》一文中，我們介紹了UMAT的一些基本信息，從現(xiàn)在做深入研究和做論文的角度來說，研究材料失效似乎已經(jīng)離不開子程序。然而在工程中，我們常常面臨的場景是強度校核，而非一定要把材料失效的點算準。</p><p>目前對于復合材料的靜力失效主要材料兩種思路：</p><p>(1) 思路一，漸進失效分析。該思路的目標是計算結(jié)構(gòu)的失效極限。對結(jié)構(gòu)逐級加載，并監(jiān)測失效單元，對加載過程中出現(xiàn)失效的單元進行性能折減，當失效單元數(shù)量達到一定程度，載荷變形曲線掉落，此時認為結(jié)構(gòu)失效。</p><p>(2) 思路二，校核安全。在完成應力計算后，采用一定的強度準則進行失效判斷，從而確定設(shè)計載荷是否滿足安全要求。</p><p>思路一通常適用于結(jié)構(gòu)簡單的模型，并需要開發(fā)專門的UMAT本構(gòu)程序，且對單元的使用限制很大。實際的結(jié)構(gòu)件大都鋪層較厚，采用該思路需要將每一層進行單獨的網(wǎng)格離散，給網(wǎng)格質(zhì)量控制與生成帶來了困難。</p><p>相比之下，思路二更適用于工程計算。我們今天就給出一個針對復合材料構(gòu)件校核安全的實現(xiàn)方法。</p><h3 class="ql-align-center"><strong>基本思路</strong></h3><p>ABAQUS內(nèi)置了復合材料殼的2D強度準則。如果是實體單元或者自定義強度準則，就需要我們脫離ABAQUS對結(jié)果進行后處理。</p><p>思路如下圖，該思路的適用場景是，單元的層數(shù)和實際鋪層并不對應，ABAQUS的鋪層模塊會根據(jù)鋪層信息和單向帶材料參數(shù)，完成等效材料參數(shù)的計算。
展開 干貨 | 永磁電機關(guān)鍵技術(shù)分析：材料、損耗、失效、驅(qū)控......
真空至高壓強的變化影響應力和材料特性變化，使得電機的多物理場建模難度增大。
因此惡劣環(huán)境下永磁電機內(nèi)各物理場耦合關(guān)系非常復雜，研究各物理量和物理場的耦合關(guān)系及其動態(tài)變化規(guī)律非常困難 。
永磁電機的多物理場分析方法以數(shù)值解析法和有限元分析為主。
在數(shù)值解析方面，通用的建模方法有傳統(tǒng)矩陣法、鍵合圖法、聯(lián)結(jié)法、網(wǎng)絡法等 。
鐘掘院士等提出了對復雜機電系統(tǒng)進行全局耦合分析及耦合并行設(shè)計的基本理論 。
賀尚紅教授等提出建立復雜網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的建模矩陣法，并建立機、電、液傳遞矩陣統(tǒng)一模型。
文獻采用廣義控制系統(tǒng)對發(fā)動機多場耦合數(shù)值仿真建立統(tǒng)一的數(shù)學模型，求解氣、熱、彈耦合的變域差分問題。
展開 Abaqus復合材料螺栓接頭的失效分析
螺栓接頭是由碳纖維增強聚合物材料(CFRP)制成的兩個平板組成，兩個板具有相同的8層布局（對稱），并且使用堆疊的連續(xù)殼單元建模。層失效是通過Hashin失效準則作為損傷初始和斷裂能量作為損傷演化的建模。
幾何
三個Part實例，其中兩個為150x25x3.8 mm 的CFRP平板，一個為M14的Steel螺栓。如下圖所示，螺栓直徑比平板孔直徑小0.5mm。
圖1 : 復合板（左）和螺栓（右）
材料
鋼螺栓：楊氏模量210e3 MPa，泊松比0.3，密度7850e-12 ton/mm3
復合板：由多個與負載方向和板長度方向不同的多個單向（UD）層構(gòu)成，詳細的CFRP復材參數(shù)如下圖。
圖2 : CFRP 材料建模 (彈性屬性, Hashin準則初始, 斷裂能量演化)
損傷失效建模，對 Abaqus 的 CFRP 復合損傷進行建模，需要綜合兩個建模方面對材料退化：失效萌生Failure initiation和失效演化failure evolution。依賴于第一層失效標準（first ply failure criteria），針對層失效用戶可以評估復合結(jié)構(gòu)為FAIL/PASS。此評估是最保守的評估，其根據(jù)第一層失效準則，依賴于純后處理生成的失效包絡，這些標準不允許材料退化或單元刪除。
展開 LS-DYNA定義材料失效在碰撞分析中的應用
LS-DYNA作為一款優(yōu)秀的多物理場有限元分析軟件，可以被用來解決固體力學、熱力學以及流體力學等問題。這些問題既可以是單獨的物理現(xiàn)象，也可以是也可以由幾種物理現(xiàn)象耦合而成，例如熱應力分析或者流固耦合分析。LS-DYNA中有的材料類型有失效準則的定義，如Johnson_Cook模型和Plastic_Kinematic模型。本例主要進行采用定義材料失效進行結(jié)果對比分析。
計算對象
鋼制金屬件1以2.9m/s的速度在重力方向上沖擊鋁制外殼2。
本例中采用如下設(shè)置：
單位制：mm-kN-ms-GPa
*MAT_001or MAT_ELASTIC：各向同性的彈性材料。一般只需要設(shè)定密度、彈性模量和泊松比。（設(shè)置鋼制件材料為MAT_ELASTIC）
*MAT_003 or MAT_PLASTIC_KINEMATIC：各向同性的彈塑性材料。除了MAT_001中定義的材料屬性，還需要定義SIGY（屈服應力）和ETAN（切向彈性模量）。理想狀態(tài)下ETAN為0，即塑性階段變形增加但是應力不變。(本案例碰撞分析考慮彈塑性變形，設(shè)置鋼制件材料為MAT_ELASTIC）。
查閱幫助文檔，該類材料的主要需要定義密度、楊氏模量、泊松比、屈服強度、切變模量、侵蝕單元有效塑性應變（該參數(shù)為本案例的關(guān)鍵參數(shù)）
調(diào)整侵蝕單元有效塑性應變進行對比
*SECTION_SOLID（實體截面）
這個關(guān)鍵字下定義的是實體截面屬性。如果定義sid = 1，那么對應的部件都是由八結(jié)點六面體的常應力單元構(gòu)成。實體單元。
展開 Ansys連接件結(jié)構(gòu)失效仿真分析【今日16:00直播】
10月10日，Ansys官方『Ansys連接件結(jié)構(gòu)失效仿真分析』研討會為您展開講解針對連接件結(jié)構(gòu)失效原因的分析及解決方案，感興趣的下滑預約學習??
時間：10月10日（星期二），16：00-17：00
內(nèi)容簡介：
連接結(jié)構(gòu)的可靠性和穩(wěn)定性，直接關(guān)系著系統(tǒng)設(shè)備結(jié)構(gòu)的安全和性能；連接件的失效原因很多，針對最主要和關(guān)鍵的失效模式，介紹Ansys相應的解決方案：
1. 螺栓退扭松動仿真
2. 焊點焊縫疲勞分析
3. 膠水脫粘分層失效分析
講師：
劉艷莊 | Ansys China 高級工程師
力學碩士，十年的力學分析與仿真應用，主要負責結(jié)構(gòu)產(chǎn)品Mechanical，工作重點是有限元仿真的技術(shù)支持及推廣。
形式：線上
費用：免費
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展開 結(jié)構(gòu)系統(tǒng)多失效模式的可靠性分析（轉(zhuǎn)帖）
本文主要介紹了分支界限法在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)多失效模式的可靠性分析中的應用，并介紹了對應的算法，希望能給大家?guī)硇┧悸穮⒖肌? 主要失效路徑的選擇：載荷增量法、分支界限法等，本文主要介紹分支界限法。
機械設(shè)計中的材料失效 分析、預測、預防
機械設(shè)計中的材料失效 分析、預測、預防
作者:(美)柯林斯(Collins,J.A.)著 談嘉禎等譯 頁數(shù):683
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高分子材料失效分析不知道怎么做？這里有答案
高分子材料按來源分為天然高分子材料和合成高分子材料。天然高分子是存在于動物、植物及生物體內(nèi)的高分子物質(zhì)，可分為天然纖維、天然樹脂、天然橡膠、動物膠等。合成高分子材料主要是指塑料、合成橡膠和合成纖維三大合成材料，此外還包括膠黏劑、涂料以及各種功能性高分子材料。合成高分子材料具有天然高分子材料所沒有的或較為優(yōu)越的性能：較小的密度、較高的力學、耐磨性、耐腐蝕性、電絕緣性等。
高分子材料技術(shù)總的發(fā)展趨勢是高性能化、高功能化、復合化、智能化和綠色化。因為技術(shù)的全新要求和產(chǎn)品的高要求化，而需要通過失效分析手段查找其失效的根本原因及機理，來提高產(chǎn)品質(zhì)量、工藝改進及責任仲裁等方面。
高分子材料失效的模式有斷裂、開裂、分層、腐蝕、起泡、涂層脫落、變色、磨損失效等。
失效分析對產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用都具有重要的意義，失效可能發(fā)生在產(chǎn)品壽命周期的各個階段，涉及產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計、來料檢驗、加工組裝、測試篩選、客戶端使用等各個環(huán)節(jié)。國高材分析測試中心可依據(jù)GB、ISO、ASTM等測試標準，通過顯微紅外測試儀、掃描電鏡、氣質(zhì)聯(lián)用儀等設(shè)備，獲取試樣的斷面形貌、斷面含量等數(shù)據(jù)。通過對試驗失效數(shù)據(jù)進行分享，確認失效模式、分析失效機理，明確失效原因，最終給出預防及材料改進解決方案，可用于電子電器、汽車、家電、玩具、食品及其他行業(yè)。
展開 一組圖看懂材料失效分析（轉(zhuǎn)自直觀學機械）
當機械零件喪失它應有的功能后，則稱該零件失效。
造成失效的原因有很多，如斷裂、變形、表面磨損等。正確的失效分析是解決零件失效、提高承載能力的基本環(huán)節(jié)。失效規(guī)律及機理是材料強度研究的基礎(chǔ)，從材料角度研究失效原因，進而找到防止失效的有效途徑。
基于Abaqus/Explicit的復合材料漸進損傷失效模型及VUMAT子程序講解分析（含詳細視頻教程）
(4) 單元測試，包括纖維拉伸和基體拉伸；如何調(diào)試子程序；對結(jié)果進行分析，包括應力，應變，初始損傷系數(shù)，損傷演化中的損傷系數(shù)，等效位移等等。
(5) 單軸拉伸模型的建立與結(jié)果分析，與abaqus自帶的二維hashin和漸進損傷對比。
(6) 模型的改進與結(jié)果分析，最終單軸拉伸的剛度誤差為-0.35%，最大應力誤差為-0.38%，失效應變誤差為-0.34%。
??資料配備：
課程提供CAE文件，inp文件，VUMAT子程序源代碼，pdf學習筆記（58頁）
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復合材料漸進損傷失效VUMAT子程序詳解
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