韌性斷裂模擬
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
韌性斷裂模擬的視頻教程
ABAQUS 三維斷裂韌性--應(yīng)力強度因子
運用ABAQUS，模擬運算在特定的載荷（此載荷為三點彎曲試驗中測定的斷裂載荷）作用下，在預(yù)制裂紋的情況下，模擬產(chǎn)生的極限應(yīng)力強度因子，與理論計算的斷裂韌性進行比較，確定誤差。 運用有限元擴展XFEM技術(shù)，計算出三維裂紋在載荷作用下的應(yīng)力強度因子。
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Abaqus三點彎曲直到斷裂（里面的斷裂準則可以用于做單向拉伸直到斷裂的模擬）
三點彎曲到斷裂附帶CAE文件。 如果你的版本比較低，可以加我Q1806998297，我可以發(fā)inp文件給您。 里面的斷裂準則可以用于做單向拉伸直到斷裂的模擬。 為中華崛起而苦讀
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韌性斷裂模擬的實例教程
復(fù)合材料的斷裂和韌性.ppt
雖然斷裂韌性值大大方便了每種鋼的選擇，然而這些參數(shù)很難適用于所有鋼材。
主要原因有：
第一，因為在鋼的冶煉時需加入一定數(shù)量的某種或多種合金元素，成材后再經(jīng)簡單熱處理便可獲得不同的顯微組織，從而改變了鋼的原有性能；
第二，因為煉鋼和澆注過程中產(chǎn)生的缺陷，特別是集中缺陷（如氣孔、夾雜等）在軋制時極其敏感，并且在同一化學成分鋼的不同爐次之間，甚至在同一鋼坯的不同部位發(fā)生不同的改變，從而影響鋼材的質(zhì)量。
由于鋼材韌性主要取決于顯微結(jié)構(gòu)和缺陷的分散（嚴防集中缺陷）度，而不是化學成分。所以，經(jīng)熱處理后韌性會發(fā)生很大變化。要深入探究鋼材性能及其斷裂原因，還需掌握物理冶金學和顯微組織與鋼材韌性的關(guān)系。
1.鐵素體-珠光體鋼斷裂
鐵素體-珠光體鋼占鋼總產(chǎn)量的絕大多數(shù)。它們通常是含碳量在0.05%～0.20%之間的鐵-碳和為提高屈服強度及韌性而加入的其它少量合金元素的合金。
鐵素體-珠光體的顯微組織由BBC鐵（鐵素體）、0.01%C、可溶合金和Fe3C組成。在碳含量很低的碳鋼中，滲碳體顆粒（碳化物）停留在鐵素體晶粒邊界和晶粒之中。但當碳含量高于0.02%時，絕大多數(shù)的Fe3C形成具有某些鐵素體的片狀結(jié)構(gòu)，而稱為珠光體，同時趨向于作為“晶粒”和球結(jié)（晶界析出物）分散在鐵素體基體中。含碳量在0.10%～0.20%的低碳鋼顯微組織中，珠光體含量占10%～25%。
盡管珠光體顆粒很堅硬，但卻能非常廣泛地分散在鐵素體基體上，并且圍繞鐵素體輕松地變形。通常，鐵素體的晶粒尺寸會隨著珠光體含量的增加而減小。因為珠光體球結(jié)的形成和轉(zhuǎn)化會妨礙鐵素體晶粒長大。因此，珠光體會通過升高d-1/2（d為晶粒平均直徑）而間接升高拉伸屈服應(yīng)力δy。
從斷裂分析的觀點看，在低碳鋼中有兩種含碳量范圍的鋼，其性能令人關(guān)注。
展開 斷裂韌性的測試原理和方法（pdf格式）
熟悉Abaqus內(nèi)嵌的二維hashin漸進失效模型的同學都知道，在判斷損傷起始以后，需要依據(jù)材料的斷裂韌性對剛度進行退化，如下圖所示。
上述表格中的數(shù)據(jù)即為材料不同方向拉壓開裂時的斷裂韌性，在Hashin漸進失效模型中，四個斷裂韌性的數(shù)值分別用于求解四個失效位移值，如下圖所示。
以纖維方向拉斷為例，Gft為纖維方向拉斷對應(yīng)的斷裂韌性，XT為單向板0°方向的拉伸強度，根據(jù)這兩項就可以推出其失效位移為：
一般的，對于基體的斷裂韌性我們可以通過雙懸臂梁實驗（DCB實驗，參見標準ASTM5528）來測得I型斷裂韌性。或者通過ENF試驗來測得II型斷裂韌性。
DCB實驗示意圖
ENF實驗示意圖
目前在文獻或者試驗標準中看到的都是針對基體或者界面的測試方法，很少有人去測試垂直纖維方向斷裂時的斷裂韌性。
本文將簡單介紹一下沿纖維方向斷裂時的斷裂韌性測試方法，文獻中能夠查找到的大多都是基于CT和CC試樣，下圖所示是拉伸斷裂時的斷裂韌性測試方法及建議的試件尺寸，其參考的試驗標準是ASTM E399。
CT試樣示意圖
類似的，當測試壓縮斷裂韌性時，采用CC試樣，其參考試驗標準是ASTM E1820，如下圖所示。
CC試樣示意圖
纖維方向開裂時的斷裂韌性一般要遠大于基體開裂時的斷裂韌性，例如，文獻中的纖維拉伸斷裂韌性大約在50-150N/mm之間，而基體斷裂韌性大約在0.2-1.5N/mm之間，相差可以達百倍。
上述實驗在實際操作過程中是很容易失敗的，因為基體強度很低，即使按照試驗標準建議的尺寸加工試件，在測試時，有可能會出現(xiàn)裂紋90°拐折，導致測不出纖維拉斷或壓斷時的斷裂韌性，因此對試件的加工要求很高，感興趣的可以嘗試一下，國內(nèi)測試這類數(shù)據(jù)的還是很少的。
展開 這些材料在應(yīng)用過程中，其斷裂韌性是一個非常重要的力學參數(shù)。通常情況下，材料的斷裂韌性被認為是一個材料常數(shù)。它不依賴于材料的幾何形狀和加載方式。
圖1：軟材料的180°剝離實驗
近日，哈佛大學鎖志剛院士課題組關(guān)于軟材料斷裂韌性的研究有了新的發(fā)現(xiàn)。研究人員以彈性體為模型材料，使用180°剝離實驗測量軟材料的斷裂韌性（圖1）。在未變形狀態(tài)下，彈性體的長度為L、厚度為H、寬度為B。在固化過程中，使用低粘性的薄膜在彈性體中引入一個長度為C的預(yù)制裂紋（圖1a）。將可彎曲但不可拉伸的背膜粘在試件的上下兩面。試件通過拉伸機進行加載(圖1b)。在加載過程中，兩個加載臂在豎直方向呈一條直線。載荷傳感器記錄剝離力F(圖1c)。剝離力從零開始逐漸增加。這對應(yīng)著裂紋尖端的鈍化過程。當裂紋穩(wěn)定擴展時，剝離力穩(wěn)定在一個平臺，記作Fss。材料的韌性通過Γ=2Fss/B 計算得到。當B/H比較大時，彈性體的裂紋尖端在剝離過程中處于平面應(yīng)變狀態(tài) (圖1d)。當B/H比較小時，彈性體的裂紋尖端在剝離過程中處于平面應(yīng)力狀態(tài) (圖1e)。
研究人員首先固定樣品的厚度H，測量不同寬度B的樣品的剝離韌性。實驗結(jié)果如圖2所示。可以看到，當試件的寬度B比較小時，材料的斷裂韌性隨寬度B增加而增加。當試件的寬度B比較大時，材料的斷裂韌性隨寬度B增加保持不變。寬度大的試件測得的材料韌性比寬度小試件測得的材料韌性高出一個數(shù)量級。
圖2：斷裂韌性隨試件寬度B變化
材料的斷裂韌性隨寬度增加這一現(xiàn)象可以作如下解釋。考慮斷裂過程區(qū)中的一個物質(zhì)點。這一點的應(yīng)力在試件的加載方向上不為零。
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韌性斷裂模擬的最新內(nèi)容
<p>個人長期從事功能涂層/防護涂層設(shè)計及失效分析研究，在斷裂仿真方面累積十多年經(jīng)驗，在熱障涂層和環(huán)境障涂層方向研究上取得了很多成果，大家可以參考上兩個帖子，對于材料斷裂仿真、失效機理分析、新結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面具有獨特見解，在模型調(diào)試、分析技巧、收斂性輔助等方面有很多經(jīng)驗可以教學分享，長期收徒，長期教學，如有想短期內(nèi)提高斷裂分析技術(shù)或長期跟學探討學習的，可以加站內(nèi)私信我或者加V?，<span style
1. 簡要說明
本案例不僅提供MATLAB 相場斷裂代碼，還有代碼對應(yīng)文獻公式說明文檔！方便理解。
相場法（Phase-Field Method, PFM）作為當前斷裂力學模擬的熱門方法，編程門檻較高。
初學者的困境：閱讀文獻中的公式往往一頭霧水，不知道如何轉(zhuǎn)化為離散的有限元代碼。
現(xiàn)有資源的門檻：網(wǎng)上的開源代碼多為Fortran編寫的Abaqus UEL/UMAT子程序
Abaqus拉伸斷裂模擬7個月前
<p>Abaqus狗骨頭拉伸斷裂模擬，鋼材拉伸斷裂模型，提供cae文件、odb文件、視頻教程，可供參考學習！</p><p><br></p><figure style="text-align: center;" class="ql-align-center">
<figure class="figure-image" contenteditable="false" data-img="https
上篇文章介紹了ABAQUS通過CT或切片數(shù)據(jù)重建混凝土多組分三維細觀模型。本案例介紹采用CDP材料對三維重建的混凝土細觀模型進行損傷斷裂數(shù)值模擬有限元分析。
ABAQUS模型重建完成后，在屬性里建立骨料、砂漿、ITZ材料參數(shù)，并替換截面內(nèi)原有的空材料，這里砂漿及ITZ可使用EasyCDP插件直接生成混凝土損傷塑性材料，由于不考慮骨料的損傷破壞，因此不必設(shè)置骨料的損傷參數(shù)
SCR脫硝項目在試運行時，風機發(fā)生振動問題。振動問題的產(chǎn)生與風機運行頻率有一定關(guān)系——小于35Hz以下，煙道系統(tǒng)工作正常；大于35Hz以下，煙道系統(tǒng)出現(xiàn)異響。振動發(fā)生時，導致聯(lián)軸器襯套膜片斷裂。為保證正常投產(chǎn)運行，需要找出風機振動原因，解決振動問題。為了了解風機上游煙道與下游煙道氣體流動特征，需要對流動進行CFD模擬。
為了排除振動問題是由氣體在管道結(jié)構(gòu)中流動誘發(fā)，通過 CFD 數(shù)值模擬的方法
本案例基于ABAQUS AbyssFish CT2Model 3D V2.0插件，利用混凝土立方體試件的切片掃描圖像實現(xiàn)高精度有限元模型三維重建，精準劃分骨料及水泥砂漿區(qū)域，構(gòu)建三維再生骨料混凝土細觀模型。施加單軸壓縮荷載，動態(tài)追蹤再生混凝土的損傷演化過程，揭示裂紋的萌生及擴展機制。本案例基于真實結(jié)構(gòu)的三維重建，突破傳統(tǒng)隨機模型的局限性，為再生混凝土的性能優(yōu)化提供可靠理論依據(jù)。
下面是視頻中的工程文件inp，大家可以下載一下供大家參考學習
模型尺寸為50 mm × 9.8 mm，初始溫度設(shè)置為680 K, 環(huán)境溫度設(shè)置為 300K；
材料參數(shù)如表所示
最終裂紋形態(tài)如圖所示：
<p>個人自2012年從事abaqus的斷裂模擬相關(guān)工作，在斷裂方向以第一作者已發(fā)表SCI論文30多篇，主持國自然等項目多項，專業(yè)知識及技能請你放心，對于abaqus中的斷裂模擬基本手段早已得心應(yīng)手。</p><p>個人從開始接觸斷裂模擬以來也都是辛苦一路走來，深知入門的艱辛。</p><p>在早些年斷裂的學習十分困難，沒有多余的學習資料和視頻，只能自己翻譯幫助文檔，自己摸索，四處網(wǎng)絡(luò)上詢問。隨著近幾年做斷裂的學者越來越多
混凝土細觀模型
構(gòu)建骨料、砂漿、界面過渡區(qū)三種組分的混凝土細觀模型，模型構(gòu)建采用CAD隨機多邊形顆粒插件進行參數(shù)化建模生成，操作詳細步驟可參考：【COMSOL隨機多邊形骨料及界面過渡區(qū)ITZ建模】
插件中粗骨料采用多邊形模型，骨料的位置以隨機投放的算法進行實現(xiàn)，骨料多邊形形狀及邊數(shù)可通過參數(shù)進行定義；界面過渡區(qū)（ITZ）采用單獨的部件，分布于粗骨料與砂漿之間，以此來獲得表征混凝土細觀特征的隨機骨料模型
