損傷建模
關注創建者：匿名 創建時間：2025-12-20
損傷建模的視頻教程
ANSYS/LS-DYNA臺階爆破模型快速建模及損傷模擬教程
1.視頻介紹了臺階爆破模型的建模思路及操作。 2.介紹如何快速修改（不需要重新建模劃分網格）臺階爆破模型的堵塞長度、炸藥長度、空氣間隔裝藥方式、不耦合系數、孔排間距、孔間孔內延期時間等。 3.詳細的后處理操作，如何去調整云圖，輸出損傷體積，輸出時程曲線數據。
￥98 1小時51分鐘 4933播放
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建模+后處理：ABAQUS模擬CFRP復合板材料在彈丸沖擊作用下的損傷響應
使用ABAQUS有限元模擬軟件，模擬了CFRP復核板在彈丸沖擊作用下的損傷相應，與《Dynamic fracture in CFRP laminates: Effect of projectile mass and dimension》文中的G5試驗工況進行了對比，試驗中小球沖擊最終速度為83.4m/s，本模擬結果為84.3m/s，誤差僅為1.08%，模擬效果較好，可為相關領域研究提供參考。
￥80 21分鐘 288播放
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【入門案例01】abaqus鋼筋混凝土構件受力模擬（CAD交互建模+塑性損傷模型定義）
經過本課程學習，你將獲得： 1、混凝土塑性損傷本構模型的定義、參數含義及用法； 2、CAD與abaqus交互建模的實操技巧； 3、鋼筋混凝土構件建模的基本流程與簡便建模技巧（partition、datum等）； 4、相互作用（tie、coupling、embeded等）的用法，含義，與實操技術； 5、位移加載與邊界條件定義的方法； 以上等等。
￥20 23分鐘 107播放
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損傷建模的實例教程
composite impact.rar
初學python做了一個復合材料沖擊損傷的自動建模程序，
程序使用說明如下：
1.程序還有待完善。目前只支持矩形板，矩形網格。
2.可以選擇3D實體單元及2D連續殼單元，但是如果用3D實體單元需要自己編寫VUMAT，這里就不上傳VUMAT了，大家自己努力編吧。
3.自動生成的有限元模型是沒有邊界條件的。自己需要手動添加邊界條件
4.輸出變量需要自己去設置。
5.需要先創建材料或者從自己的材料庫中導入材料。
6.鋪層參數可以從文本文件直接導入，在鋪層表格出點擊右鍵會出現導入對話框。
7.可以根據需要選擇是否增加cohesive elements。
補充說明：第一次上傳的附件有一個問題，就是用CompositeLayup直接生成實體單元是不能用在abaqus/explicit中的，提交計算會出錯，現在已經將程序完善，附件已經更新。
直接將壓縮包解壓縮后放到plugin文件夾下即可。
composite_imoact_en.rar
展開 隧道光面爆破局部建模損傷分析 ￥50
1.CAD中對隧道爆破炮孔布置圖進行輔助線切割，然后通過REG命令生成封閉面域
2.導出iges格式，將文件導入ANSYS/APDL軟件中進行巖石區域建模及網格劃分。鉆孔區域采用映射網格劃分，鉆孔外巖石區域采用掃掠劃分方式，單元類型為solid164單元，模型厚度方向擴展200cm，采用三維建模方法進行分析。模型網格劃分好后導出k文件，后續操作通過k文件導入ls-prepost中進行炸藥，堵塞及空氣的分區及材料參數、邊界條件、求解等設置。
3.巖石采用RHT模型，炸藥模型中采用*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN 材料模型，空氣材料采用*MAT-NULL 材料模型描述，空氣的狀態方程采用*EOS- LINEAR-POLYNOMAIAL 描述。
4.計算結果如下：
損傷破壞圖
展開 為了更好的理解K，我們把寫成：
這里我們用來代替1，其中L可以理解為建模厚度，即建模時cohesive interface的幾何厚度；為實際厚度，即cohesive interface的真實厚度，這個厚度在cohesive section中定義。可以理解為幾何剛度，即模型中cohesive interface所具有的剛度；為cohesive interface的真實剛度。當為1時，計算界面剛度就采用幾何剛度，當為0.001時，計算時界面剛度變為1000。舉個小例子，如果界面的實際厚度為0.01，而在建模時就是按照這個厚度建立的，在定義material-section時又specify這層的厚度為0.01，實際上就等于把界面剛度提高了2個數量級，模擬結果當然是不對的，這時定義section時應采用默認厚度1。
ABAQUS在cohesive建模中使用了很“人性化”的設計，實際問題中界面可能很薄，有的只有0.001mm，甚至更小。有些問題cohesive單元的interface還可能是0厚度（比如crack問題），而相對來說整體模型也許很大，如果不引入這兩個厚度，我們就要在很大的模型中去創建這個很小的界面這是一個很麻煩的事情。引入這兩個厚度，在建模時我們就可以用有限的厚度來代替這個很小的界面厚度，只要在section中定義這個就好了。
進入property界面，點擊Material→Creat，在彈出的Edit Material對話框中，可以編輯新創建的cohesive材料的名稱，然后點擊Mechanical→Elasticity→Elastic→Traction，在空格中輸入相應的剛度。
2.1.損傷準則
初始損傷準則
初始損傷對應于材料開始退化，當應力或應變滿足于定義的初始臨界損傷準則，則此時退化開始。
展開 DAMAGE MODELING OF LAMINATED COMPOSITES: VALIDATION OF THE INTRA_LAMINAR LAW OF SAMCEF AT THE COUPON LEVEL FOR UD PLIES
文章中，使用samcef對層壓復合材料進行建模，并通過與實驗測試結果的對比驗證了模型，對不同方向的單層復合材料進行了深入研究，對參數辨識方法進行了一定討論。結果認為僅僅通過少量的測試獲取參數，就能通過建模仿真預測出復合材料的特性。
DAMAGE MODELING OF LAMINATED COMPOSITES VALIDATION.pdf
展開 2.2 損傷失效模型
由于單向復合材料的橫向損傷行為不受纖維失效的影響，因此主要研究基體和界面的失效。樹脂基體在載荷作用下依次表現出彈性、塑性和損傷，使用擴展線性Drucker-Prager定義其屈服行為，采用Ductile韌性準則描述其損傷行為。界面采用零厚度Cohesive單元進行建模，使用雙線性本構模型進行表征。
圖3 基體本構方程
圖4 界面本構方程
2.3 固化過程-損傷失效一體化分析框架
通過復合材料多尺度熱-化-力耦合建模分析，得到了固化過程中的細觀殘余應力，為進一步研究細觀殘余應力對復合材料力學行為的影響，將殘余應力作為初始預定義場引入復合材料的橫向加載過程中進行損傷預測，建立了如下所示的固化過程-損傷失效一體化分析框架。
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損傷建模的相關專題、標簽、搜索
損傷建模的最新內容
原始文獻：《A phase field formulation for dissolution-driven stress corrosion cracking》
來源于該文章，對腐蝕相關損傷建模的可以詳細閱讀原文，理解整個程序，作者模擬效果如下：
原始代碼如下：
module kvisual
implicit none
real*8
PDM通過材料退化建模模擬損傷開始后的材料性能衰減，為預測復合材料的準脆性破壞過程提供了一個準確的框架。PDM軟化規律的形式由材料裂縫萌生和擴展背后的物理機制決定，并影響初始損傷后的結構承載能力。
連接結構是復合材料應用的薄弱環節，其失效涉及復雜損傷機制。對于復合材料螺栓連接結構，開發三維漸進損傷模型模擬多搭接結構的失效，預測的基體失效、分層擴展失效模式可以與實驗對應。
1.CAD中對隧道爆破炮孔布置圖進行輔助線切割，然后通過REG命令生成封閉面域
2.導出iges格式，將文件導入ANSYS/APDL軟件中進行巖石區域建模及網格劃分。鉆孔區域采用映射網格劃分，鉆孔外巖石區域采用掃掠劃分方式，單元類型為solid164單元，模型厚度方向擴展200cm，采用三維建模方法進行分析。模型網格劃分好后導出k文件，后續操作通過
有效塑性應變梯度計算為：
作者通過umat實現該本構理論，并使用了CPE8R單元用于計算應變梯度，分析了裂紋尖端應力場在小應變和有限應變下的應力場情況，并于經典的塑性模型進行了比較，有限元模型和數值結果如下圖所示：
此外作者進行了廣泛的參數研究將材料特性、約束和施加的載荷與裂紋尖端前方的距離聯系起來，其中應變梯度顯著影響應力分布，從而確定裂紋尖端損傷建模中應包括塑性尺寸效應的條件
課時，10章節）：
10小時夯實ABAQUS復合材料基礎建模（“以漁計劃”第一季筑基篇完整版）
Abaqus復合材料分析系列——進階篇
Abaqus 復合材料VUMAT子程序詳解（更新完畢）
2.Masson老師Abaqus復合材料和Digimat、Texgen聯合使用教程
Masson老師是航空宇航科學與技術博士，在ABAQUS復合材料方向有很深的造詣，擅長復合材料細觀建模及損傷與斷裂分析
這里介紹內容主要參考文獻《On the extension of the Gurson-type porous plasticity models for prediction of ductile fracture under shear-dominated conditions》
GTN模型作為細觀損傷最經典的模型廣泛應用于金屬材料的損傷行為建模，其理論模型起源于1968年的
圖3 J-C本構模型及其修正模型
圖4 二維和三維有限元建模損傷模型及其適用性
圖5 損傷其實和損傷演化階段物理量的變化
2）綜述了宏觀切屑形態、切削力、刀具磨損、殘余應力的建模方法和它們對刀具壽命和工件表面質量影響的有限元分析，通過改進模型進而提高各變量仿真預測準確性。
a） 切屑形成的有限元模型為刀具與工件相互作用提供更全面的理解。
圖4 缺陷建模
其次，在塑性損傷建模中，我們需要考慮：1.網格依賴性（圖5）；2.體積自鎖（圖6）；3.網格大變形（圖7）。
圖5 網格依賴性
圖6 體積自鎖
圖7 網格大變形
第三，我們還需考慮到結構效應：從實驗室樣件尺寸到真實部件全尺寸的轉變（圖8）。
更準確地預測延性損傷
另一個重要的改進是關于延性損傷的建模。已經開發出一種基于相場方法的新公式。與以前的 Kill-element 方法相比，它具有很多優勢。沒有更多的元素被刪除，它們被切割和分裂，真正的裂縫是通過切割元素插入的。使用這種技術，可以比以前的模型更準確地預測復雜的裂紋擴展路徑（見圖 3）。
圖 3.
更準確地預測延性損傷
另一個重要的改進是關于延性損傷的建模。已經開發出一種基于相場方法的新公式。與以前的 Kill-element 方法相比，它具有很多優勢。沒有更多的元素被刪除，它們被切割和分裂，真正的裂縫是通過切割元素插入的。使用這種技術，可以比以前的模型更準確地預測復雜的裂紋擴展路徑（見圖 3）。
圖 3.
