延性損傷建模的案例
Abaqus幫助文檔中，鋁合金三點彎曲的案例（延性損傷+剪切損傷）
threepointbending_alextrusion.rar
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Abaqus-之延性損傷模型
如果材料模型中沒有定義損傷，Abaqus 將持續依據應力應變關系評估結構的行為。可以定義損傷初始化準則和損傷演化準則準確地表示材料軟化階段的行為。本文將簡要介紹延性損傷模型的損傷初始化和演化的定義。
在 Abaqus 材料模型中引入損傷
下圖顯示了經歷損傷的材料的應力應變行為。實線表示材料受損后的行為，而虛線表示沒有損傷時的材料響應。當應力超過材料的極限拉伸強度（UTS）后，材料的逐漸退化是由于損傷引起的。在圖中，σy0 和 εpl0 是損傷啟動時的 UTS 和等效塑性應變，εplf 是失效時的等效塑性應變。在失效點處，總體損傷變量達到 D = 1 的值。這個總體的損傷變量 D 包括材料中發生的所有活動損傷機制的綜合效應。損傷啟動時的 D 值為零，隨著材料完全破壞，它逐漸增加到 1。
要將損傷模型實現到有限元模擬中，必須考慮兩個方面。一是定義單元何時啟動損傷，另一個是在損傷啟動后單元中的應力如何演化。這篇文章詳細介紹了韌性損傷模型的這兩個方面。
延性損傷準則
這是一種基本的損傷模型，用于使用單軸試驗數據定義金屬的斷裂。在韌性金屬中，斷裂是由孔洞的形成、擴展和合并引起的。該損傷準則可與狀態方程和不同的塑性模型（如Mises、Johnson-Cook、Drucker-Prager和Hill）一起在Abaqus中使用。
損傷初始化
該模型假設啟動損傷時的等效塑性應變εplD是應力三軸度和應變率的函數。當材料積分點滿足以下條件時，損傷啟動即發生。
這里，ωD是隨著材料中的塑性變形單調增加的狀態變量，η是應力三軸度，而ε.pl是等效塑性應變率。應力三軸度的計算公式為：η=-P/q. 這里，p是應力張量的靜水壓力，q是von Mises等效應力。不同加載模式的應力三軸性值給出在下表中。
展開 Abaqus-之延性損傷模型
如果材料模型中沒有定義損傷，Abaqus 將持續依據應力應變關系評估結構的行為。可以定義損傷初始化準則和損傷演化準則準確地表示材料軟化階段的行為。本文將簡要介紹延性損傷模型的損傷初始化和演化的定義。
在 Abaqus 材料模型中引入損傷
下圖顯示了經歷損傷的材料的應力應變行為。實線表示材料受損后的行為，而虛線表示沒有損傷時的材料響應。當應力超過材料的極限拉伸強度（UTS）后，材料的逐漸退化是由于損傷引起的。在圖中，σy0 和 εpl0 是損傷啟動時的 UTS 和等效塑性應變，εplf 是失效時的等效塑性應變。在失效點處，總體損傷變量達到 D = 1 的值。這個總體的損傷變量 D 包括材料中發生的所有活動損傷機制的綜合效應。損傷啟動時的 D 值為零，隨著材料完全破壞，它逐漸增加到 1。
要將損傷模型實現到有限元模擬中，必須考慮兩個方面。一是定義單元何時啟動損傷，另一個是在損傷啟動后單元中的應力如何演化。這篇文章詳細介紹了韌性損傷模型的這兩個方面。
延性損傷準則
這是一種基本的損傷模型，用于使用單軸試驗數據定義金屬的斷裂。在韌性金屬中，斷裂是由孔洞的形成、擴展和合并引起的。該損傷準則可與狀態方程和不同的塑性模型（如Mises、Johnson-Cook、Drucker-Prager和Hill）一起在Abaqus中使用。
損傷初始化
該模型假設啟動損傷時的等效塑性應變εplD是應力三軸度和應變率的函數。當材料積分點滿足以下條件時，損傷啟動即發生。
這里，ωD是隨著材料中的塑性變形單調增加的狀態變量，η是應力三軸度，而ε.pl是等效塑性應變率。應力三軸度的計算公式為：η=-P/q. 這里，p是應力張量的靜水壓力，q是von Mises等效應力。不同加載模式的應力三軸性值給出在下表中。
展開 ABAQUS金屬狗骨件拉伸-延性損傷（Ductile）（JC失效準則 ￥10
ABAQUS金屬狗骨件拉伸-延性損傷（Ductile）（JC失效準則）自做模型，內附操作視頻，cae，inp文件
ductile metal 延性金屬的損傷模擬-ABAQUS例子
金屬損傷失效的模擬
1. 總體介紹
Abaqus/Standard and Abaqus/Explicit offer a general capability for predicting the onset of failure and a capability for modeling progressive damage and failure of ductile metals.
金屬材料的損傷演化需要具備下面三種條件：
1 the undamaged elastic-plastic response of the material
2 a damage initiation criterion
3 a damage evolution response, including a choice of element removal
Damage initiation criteria for the fracture of metals, including ductile and shear criteria.（金屬的斷裂包括延性損傷和剪切損傷）
Damage initiation criteria for the necking instability of sheet metal（金屬薄板的頸縮不穩定性）.
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 復合材料沖擊損傷自動建模程序
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 轉載，復合材料分析中Cohesive單元建模及損傷簡介
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 論文帖一個：samcef層壓復合材料損傷建模
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 西北工業大學《Composite Structures》:評價固化殘余應力對復合材料損傷行為影響的建模框架
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。
展開 transvalor FORGE NxT 4.0 簡體中文版 免費體驗
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. 延性損傷新模型
使用新的物理平均場模型預測微觀結構演變
微觀結構分析是理解冶金現象的基礎。該軟件提供了 Johnson Mehl Avrami 方程描述的半經驗方法來研究微觀結構的演變。
我們的新應用程序DynamiX是一個界面，可讓您在零件的某個部分的成型操作和熱處理過程中輕松可視化晶粒尺寸演變和再結晶。
此應用程序應與后冶金求解器結合使用。
TRANSVALOR 提供基于粒度等級的平均場求解器，需要 DIGIMU? 許可證，但也可以將其與您自己的內部模型一起使用以對計算進行后處理。
圖 4. 微觀結構的后處理分析
優化您的制造過程：節省原材料，減少二氧化碳排放
優化模塊已經過重新設計并完全集成到圖形用戶界面中（見圖 5）。該模塊仍然與傳統的 CAD 系統兼容，可以自動生成幾何圖形。改進了分析工作區，為優化結果提供了多種圖形分析。它更方便，更人性化。用戶可以制作多個圖來研究每個參數對優化輸出（成本函數，可最小化）的影響，并了解它們對過程的影響。
圖 5. 優化結果的新分析工作區
在素材庫中挑選你需要的
在此版本中，FORGE? 包含 1,000 多個參考文獻的綜合材料數據庫增加了40 種針對冷成型工藝的新材料。Z-mat 是Z-set 套件中的材料模型庫，現在可以用作材料庫的插件。
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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. 延性損傷新模型
使用新的物理平均場模型預測微觀結構演變
微觀結構分析是理解冶金現象的基礎。該軟件提供了 Johnson Mehl Avrami 方程描述的半經驗方法來研究微觀結構的演變。
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此應用程序應與后冶金求解器結合使用。
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圖 4. 微觀結構的后處理分析
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優化模塊已經過重新設計并完全集成到圖形用戶界面中（見圖 5）。該模塊仍然與傳統的 CAD 系統兼容，可以自動生成幾何圖形。改進了分析工作區，為優化結果提供了多種圖形分析。它更方便，更人性化。用戶可以制作多個圖來研究每個參數對優化輸出（成本函數，可最小化）的影響，并了解它們對過程的影響。
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