剪切損傷修正
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-04
剪切損傷修正的實例教程
這里對相應的算法進行簡要說明：
NH-GTN模型
屈服函數(shù)：
其中等效孔洞體積分數(shù)定義為：
孔洞體積分數(shù)包含新孔隙形核，原有空隙生長以及剪切相關(guān)的等效體積分數(shù)增加：
形核，生長，剪切相關(guān)體積分數(shù)的演化遵循：
其中：
剪切效應的修正，考慮應力狀態(tài)的影響
參數(shù)的物理含義如下
通過將文獻中的數(shù)值算法編程實現(xiàn)在VUMAT子程序中，可以用來實現(xiàn)對延性金屬材料在不同應力狀態(tài)下的損傷演化進行合理的數(shù)值預測，應用于金屬成型領(lǐng)域（沖壓，軋制，擠壓等）
預測修正后的模型應該在簡單拉伸情況下于abaqus自帶的GTN模型保持相同的損傷和其他狀態(tài)變量的分布，并在剪切情況中損傷發(fā)展顯著高于abaqus自帶的模型（自帶的模型忽略了剪切效應）。（為了進行對比使用于自帶的本構(gòu)相同的硬化方式，模擬中使用了相同的質(zhì)量縮放，但質(zhì)量縮放容易產(chǎn)生數(shù)值振蕩，模擬的拉伸曲線存在波動。）
初步模擬結(jié)果：
拉伸情況（abaqus-VUMAT）
應力分情況
孔洞體積分數(shù)
剪切模型（abaqus-VUMAT）
不同變形時刻的應力分布
T=0.1s
局部放大圖
T=0.5s
局部放大圖
T=0.6s
局部放大圖
可以看到模型在拉伸預測中與原始模型保持一致，而在剪切修正后損傷發(fā)展顯著快于原始模型，利用作者提出的方法可以應用于復雜應力狀態(tài)下金屬材料的損傷分析，相關(guān)參數(shù)部分參考文獻，其中Kw=3.T1=0.2，T2=0.7.模擬結(jié)果符合文獻所提出方法的基本趨勢。
展開 這里對相應的算法進行簡要說明：
NH-GTN模型
屈服函數(shù)：
其中等效孔洞體積分數(shù)定義為：
孔洞體積分數(shù)包含新孔隙形核，原有空隙生長以及剪切相關(guān)的等效體積分數(shù)增加：
形核，生長，剪切相關(guān)體積分數(shù)的演化遵循：
其中：
剪切效應的修正，考慮應力狀態(tài)的影響
參數(shù)的物理含義如下
通過將文獻中的數(shù)值算法編程實現(xiàn)在VUMAT子程序中，可以用來實現(xiàn)對延性金屬材料在不同應力狀態(tài)下的損傷演化進行合理的數(shù)值預測，應用于金屬成型領(lǐng)域（沖壓，軋制，擠壓等）
預測修正后的模型應該在簡單拉伸情況下于abaqus自帶的GTN模型保持相同的損傷和其他狀態(tài)變量的分布，并在剪切情況中損傷發(fā)展顯著高于abaqus自帶的模型（自帶的模型忽略了剪切效應）。（為了進行對比使用于自帶的本構(gòu)相同的硬化方式，模擬中使用了相同的質(zhì)量縮放，但質(zhì)量縮放容易產(chǎn)生數(shù)值振蕩，模擬的拉伸曲線存在波動。）
初步模擬結(jié)果：
拉伸情況（abaqus-VUMAT）
應力分情況
孔洞體積分數(shù)
剪切模型（abaqus-VUMAT）
不同變形時刻的應力分布
T=0.1s
局部放大圖
T=0.5s
局部放大圖
T=0.6s
局部放大圖
可以看到模型在拉伸預測中與原始模型保持一致，而在剪切修正后損傷發(fā)展顯著快于原始模型，利用作者提出的方法可以應用于復雜應力狀態(tài)下金屬材料的損傷分析，相關(guān)參數(shù)部分參考文獻，其中Kw=3.T1=0.2，T2=0.7.模擬結(jié)果符合文獻所提出方法的基本趨勢。
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展開 再次，裂紋最先出現(xiàn)在沖頭刃口附近的對稱面區(qū)域，隨后沿著損傷最大的路徑向自由面擴展，這與實驗觀察到的撕裂形貌是吻合的。
作者的初始數(shù)值模型：
SEM實驗的斷口特征：
數(shù)值框架實現(xiàn)流程圖：
考慮梯度效應的影響效果:
結(jié)果表明，引入應變梯度效應后，局部應力水平明顯提高，材料在剪切區(qū)內(nèi)的損傷演化也明顯加快。也就是說，尺寸效應并不只是讓材料“更強”，而是會改變局部變形與失效方式，使超薄板更容易在狹窄剪切帶內(nèi)發(fā)生撕裂。這一點非常關(guān)鍵，因為它說明：超薄板沖裁中的斷裂機理，并不是傳統(tǒng)厚板沖裁機理的簡單縮小版，而是一種隨著尺度下降而發(fā)生機制轉(zhuǎn)變的新問題。
推薦這個文章主要有三點原因：第一，在研究超薄板、微成形和微沖裁問題時，不能再機械套用傳統(tǒng)GTN模型，必須重視剪切主導損傷機制。第二，尺寸效應不是附加修正項，而是決定局部應力、損傷演化和裂紋萌生位置的重要因素。第三，從建模角度看，將剪切損傷模型與應變梯度塑性耦合，是理解微尺度金屬斷裂行為的一條很有前景的路線。對于后續(xù)開展超薄板塑性成形、切邊質(zhì)量控制以及微尺度損傷本構(gòu)建模，這篇文章都提供了很有價值的思路.
不過值得指出的是文中引入 cohesive 單元主要用于裂紋路徑的可視化表達，而其插入?yún)^(qū)域和參數(shù)設(shè)置并未像 GTN 參數(shù)那樣得到充分展開，因此這一部分更適合作為輔助性的裂紋表征手段，而非全文最核心的機理貢獻。
使用作者提出的完整積分框架，并基于顯式vumat實現(xiàn)，同時使用基于損傷變量的單元刪除方案同時引入ALE自適應網(wǎng)格方案可以更好的預測梯度效應。
展開 GTN模型損傷子程序
修正GTN模型VUMAT子程序
詳細了解+Q 1139587955
threepointbending_alextrusion.rar
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剪切損傷修正的相關(guān)專題、標簽、搜索
剪切損傷修正的最新內(nèi)容
文章名稱《Tearing failure of ultra-thin sheet-metal involving size effect in blanking process: Analysis based on modified GTN model》
DOI：10.1016/j.ijmecsci.2017.08.028
在超薄板沖裁過程中，傳統(tǒng)的損傷理論正面臨挑戰(zhàn)。經(jīng)典GTN模型認為，
初步模擬結(jié)果：
拉伸情況（abaqus-VUMAT）
應力分情況
孔洞體積分數(shù)
剪切模型（abaqus-VUMAT）
不同變形時刻的應力分布
T=0.1s
局部放大圖
T=0.5s
局部放大圖
T=0.6s
局部放大圖
可以看到模型在拉伸預測中與原始模型保持一致，而在剪切修正后損傷發(fā)展顯著快于原始模型，利用作者提出的方法可以應用于復雜應力狀態(tài)下金屬材料的損傷分析
GTN模型損傷子程序
修正GTN模型VUMAT子程序
詳細了解+Q 1139587955
該研究以鎂合金單板為研究對象，在擴展的Gurson-Tvergarrd-Needleman (GTN)損傷模型的基礎(chǔ)上，通過修正剪切損傷的演化機制，提出了一種新的GTN損傷模型，該模型能夠顯著提高負應力三軸度下材料成形極限的響應精度并能準確反映軋制過程中裂紋的形貌及位置。有限元分析顯示鎂合金邊部的高應力三軸度是引起邊部裂紋的重要因素。
初步模擬結(jié)果：
拉伸情況（abaqus-VUMAT）
應力分情況
孔洞體積分數(shù)
剪切模型（abaqus-VUMAT）
不同變形時刻的應力分布
T=0.1s
局部放大圖
T=0.5s
局部放大圖
T=0.6s
局部放大圖
可以看到模型在拉伸預測中與原始模型保持一致，而在剪切修正后損傷發(fā)展顯著快于原始模型，
使用COMSOL5.5建立脆性材料壓縮摩擦剪切破壞的損傷模型，使用非局部本構(gòu)模型，包含源程序和論文（非本人所做，僅收取資料查找費）
單軸壓縮實驗
論文截圖
注1：上述所有資料源于本人辛苦收集，這里僅收取部分資料查找費，大家按需下載。
注2：上述所有資料均不答疑，購買后不退不換。
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求一組剪切損傷參數(shù)
Abaqus中韌性金屬失效分析需要定義c點的損傷初始化準則，以及cd段的損傷演化（損傷后材料剛度退化路徑）。材料軟化后可持續(xù)承載，直到達到d點，材料失效，失去承載能力。
圖1-韌性金屬的全載荷區(qū)間應力-應變曲線
圖2-韌性金屬的損傷準則
ABAQUS為韌性金屬提供不同的損傷初始化準則，大致分為兩種類型：
金屬裂紋的損傷初始化準則，包括韌性準則
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