界面損傷模擬的案例
ANSYS采用界面單元用于復合材料分層模擬時，如何判斷損傷起始和完全分離
ANSYS采用界面單元用于復合材料分層模擬時，如何判斷損傷起始和完全分離
。官網案例也沒有給出說明，缺乏相應的理論說明。
ABAQUS細觀混凝土周期性邊界（PBC）表征體元（REV）界面層（ITZ）及砂漿塑性損傷（CDP）模擬
混凝土的細觀結構決定著其宏觀破壞行為，對混凝土在結構尺度上采用細觀模型將導致巨大的計算量而難以實現，表征體元（?REV）?方法可選取一定的平均范圍來描述混凝土的性質和行為，這對于理解和模擬混凝土的損傷機理至關重要。
本案例在Abaqus內采用Random Sphere RVE 3D（Mesh）V1.0 – AbyssFish插件進行建模，建立的混凝土細觀結構代表性體積單元(Representative Volume Element, RVE)在幾何上具備周期性邊界條件(Periodic Boundary Conditions, PBC)，包含砂漿、骨料-水泥界面過渡區(Interfacial Transition Zone, ITZ)、骨料三相材料。
案例中砂漿采用混凝土塑性損傷本構模型(Concrete Damaged plasticity Model, CDP)，骨料-水泥界面過渡區采用弱化的砂漿模型。
對代表體單元施加單軸壓縮荷載工況，對模型提交分析并查看結果。
從模擬結果反映出混凝土的損傷首先發生在骨料與水泥的界面過渡區，并向沿著界面過渡區向砂漿基體周圍擴散。
編輯
混凝土表征體單元最終會因產生貫穿裂紋而發生破壞。
展開 COMSOL細觀混凝土砂漿及界面過渡區受壓損傷破壞
混凝土是一種由水泥漿體、粗細骨料組成的復合材料，其中水泥漿與骨料之間的界面過渡區被認為是影響混凝土整體性能的關鍵。建立砂漿、骨料、界面過渡區（ITZ, Interface Transition Zone）的混凝土細觀模型對于深入理解混凝土材料的性能及其損傷破壞機理至關重要。本案例介紹在COMSOL內建立包含多邊形骨料及ITZ的混凝土細觀模型，并對其受壓損傷破壞進行研究。
隨機多邊形骨料混凝土細觀模型采用CAD隨機多邊形顆粒插件建模，將模型中的骨料、ITZ、基體分別另存為dxf格式文件。此CAD樣圖也可在以下鏈接中下載獲取。
CAD隨機多邊形顆粒
將導出的dxf文件依次導入到COMSOL內，并通過布爾操作形成混凝土細觀模型。
對模型進行材料指定，對骨料、砂漿、ITZ分別設置對應密度、楊氏模量及泊松比，同時設置損傷參數，并對模型進行網格劃分。
模型下表面設置為固定約束，上表面指定位移，模擬混凝土試塊受壓狀態，提交計算完成研究。
展開 huang晶體塑性umat耦合Johnson-cook 損傷模型，實現晶體材料彈-塑-損傷模擬分析
參考應變率：ε0
當滿足下列條件時，損傷初始化準則得以滿足：
等效塑性應變認為與應力三軸度和應變率相關聯。
θ^是無量綱溫度，表示為：
其中，θ是當前溫度，θ-melt是熔化溫度，θ_transition是指轉變溫度，在該溫度或低于該溫度時，損傷應變εpl_D的表達式不存在溫度依賴性。材料參數必須在轉變溫度或低于轉變溫度時測量。
損傷的發展可以公式化為:
公式中分母表示單元失效對應的Johnson-cook等效塑性應變，公式為：
分子表示為等效塑性應變增量，公式為：
公式中可以看到，損傷隨著塑性應變的增大不斷累積，直至材料的失效，通過損傷變量進一步與晶體材料的屈服面或者彈性性能的退化可以實現材料彈-塑-損傷的耦合模擬，當不對其進行耦合時，可以用來判斷材料的失效狀態與相關參數的關系。
參考文獻：《Crystal plasticity finite element modeling and simulation of diamond cutting of polycrystalline copper》編寫對應的材料子程序。在huang晶體塑性程序的基礎上，調用johnson-cookd損傷函數，編寫過程中，需要自定義響應的狀態變量，如等效塑性應變，等效塑性應變率，損傷變量，以及是否進行損傷單元的刪除分析。其中等效塑性應變增量的計算，通過滑移系統的分切應力與對應滑移系統剪切應變的乘積絕對值之后與等效應力的比值獲得。并最終實現損傷的表征，采用umat子程序進行編寫。
展開 
LS-DYNA 中的接觸界面模擬(1)
當發生碰撞時，垂直于接觸界面的速度是瞬時不連續的。對于Coulcomb 摩擦模型，
當出現粘性滑移行為時，沿界面的切向速度也是不連續的。接觸－碰撞問題的這些特點給離
散方程的時間積分帶來明顯的困難。因此，方法和算法的適當選擇對于數值分析的成功是至
關重要的。
雖然通用商業程序LS-DYNA 提供了大量的接觸類型，可以對絕大多數接觸界面進行合
理的模擬，但用戶在具體的工程問題中，面臨接觸類型的選擇及棘手的接觸參數控制等問題。
基于以上，本文對LS-DYNA 中的接觸-碰撞算法作了簡要的闡述，對接觸類型作了詳
盡的總結歸納，并對接觸界面的模擬提出了一些建議。
2 基本概念
基本概念：“slave”、“master”、“segment”。
在絕大多數的接觸類型中，檢查slave nodes 是否與master segment 產生相互作用(穿透
或滑動，在Tied Contacts 中slave 限定在主面上滑動)。因此從節點的連接方式（或從面的
網格單元形式）一般并不太重要。
非對稱接觸算法中主、從定義的一般原則：
1. 粗網格表面定義為主面，細網格表面為從面；
2. 主、從面相關材料剛度相差懸殊，材料剛度大的一面為主面。
3. 平直或凹面為主面，凸面為從面。
有一點值得注意的是，如有剛體包含在接觸界面中，剛體的網格也必須適當，不可過粗。
展開 Abaqus+Load混凝土板的損傷模擬 ￥200
<p>Abaqus子程序編程在車輪荷載下對混凝土板的損傷分析方法，包括以下步驟：獲取數值模擬所涉及的鋼筋混凝土本構模型參數和車輛參數；建立符合要求的有限元模型進行數值模擬；利用Fortran編程模擬車輛輪胎與混凝土接觸面的壓力荷載和運行速度；通過Abaqus在特定程序模擬不同車輛荷載和速度情況下混凝土損傷和破壞情況，選用Abaqus中CDP模型分析在動態加載條件下混凝土結構的力學響應和混泥土材料由損傷引起的剛度退化和導致的拉壓屈服強度改變準則作為混凝土損傷判別準則，為合理確定地下室頂板承受極限荷載提供參考依據，并且有效的避免坍塌等安全事故的發生。</p><p><br></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202312/imgs/3d5a5e3441b941188ed19d0b070df77f.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202312/imgs/65e368ed2e6c436797fff0bbaba12b21.png"></p><p><img src="https://img.jishulink.com/202312/imgs/654625c201584de4a8d848e42e63d167.png"></p>
展開 通過L-J勢模擬界面黏附的問題
用這個公式模擬界面黏附，怎么輸入到非線性彈簧里面，這個公式g（r）位移趨于0不是無窮大嗎？迭代不收斂怎么辦
通過模擬分析揭示微觀尺度聲子對Si-Ge界面熱阻的影響
熱管理就是一個能量轉換的過程，因此固體材料之間的界面的熱傳遞引起了人們的極大興趣。納米結構器件的普及，界面熱傳輸現象中逐漸占據更重要的作用。然而，由于復雜的物理性質和微觀效應，從原子尺度到微觀尺度的探究對界面熱運輸的原理仍然知之甚少。
隨著界面密度的增加，熱運輸不僅取決于材料本身的特性，還取決于熱界面的條件。在這些情況下，由熱界面引起的熱阻可能大于材料本身的熱阻，并在熱傳遞中起關鍵作用。但是，由于熱界面周圍的復雜性，如原子結構不匹配，熱載體之間的相互作用等，更好地理解界面阻力仍然是最近研究工作的中心。
近年來，在界面熱輸運理論和模擬方面取得了許多進展，主要集中在原子尺度上的界面散射。傳統的聲學失配模型(AMM)和擴散失配模型( DMM)基于兩種組成材料的性質來預測界面聲子散射，沒有考慮局部原子結構和鍵合強度對界面熱輸運的影響，存在一定的缺陷。
近期新的模擬手段，例如原子格林函數(AGF)和分子動力學(MD)模擬，克服了這些缺點，已廣泛應用于各種類型的界面。雖然這些MD和AGF在原子尺度上對界面聲子輸運的詳細機制的理解有了顯著的進步，但是它們對模擬更小尺度上的能力有限，例如距離界面幾微米范圍內的聲子-界面和聲子-聲子散射的聯合效應。因此揭示微觀尺度上聲子-界面和聲子-聲子散射的復雜相互作用是非常重要的。
02
成果掠影
近期，美國匹茲堡大學Sangyeop Lee教授團隊研究了硅鍺界面聲子-界面散射和硅鍺引線聲子-聲子散射對界面總熱阻的綜合影響。
利用動力學蒙特卡羅(MC)技術求解了半無限長Si和Ge引線界面上聲子輸運的穩態Peerls - Boltzmann輸運方程。此外，該團隊計算了聲子-聲子散射產生的局部熵，并定量分析了非平衡聲子在界面附近散射產生的熱阻。
展開 abaqus損傷模擬？
采用xfem做壓縮模擬，觀察裂紋擴展，如果選擇最大主應力的話，abaqus這里是不是要選擇材料的最大抗拉強度，還有這里損傷演化一般是不是選1或者0.05就可以了？？？
參賽：LS-DYNA中的接觸界面模擬
當發生碰撞時，垂直于接觸界面的速度是瞬時不連續的。對于Coulcomb摩擦模型，當出現粘性滑移行為時，沿界面的切向速度也是不連續的。接觸－碰撞問題的這些特點給離散方程的時間積分帶來明顯的困難。因此，方法和算法的適當選擇對于數值分析的成功是至關重要的。
雖然通用商業程序LS-DYNA提供了大量的接觸類型，可以對絕大多數接觸界面進行合理的模擬，但在具體的工程問題中，面臨接觸類型的選擇及棘手的接觸參數控制等問題。
基于以上，本文對LS-DYNA中的接觸-碰撞算法作了簡要的闡述，對接觸類型作了詳盡的總結歸納，并對接觸界面的模擬提出了一些建議。
2 基本概念
基本概念：“slave”、“master”、“segment”。
在絕大多數的接觸類型中，檢查slave nodes是否與master segment產生相互作用(穿透或滑動，在Tied Contacts 中slave限定在主面上滑動)。因此從節點的連接方式（或從面的網格單元形式）一般并不太重要。
非對稱接觸算法中主、從定義的一般原則：
粗網格表面定義為主面，細網格表面為從面；
主、從面相關材料剛度相差懸殊，材料剛度大的一面為主面。
平直或凹面為主面，凸面為從面。
有一點值得注意的是，如有剛體包含在接觸界面中，剛體的網格也必須適當，不可過粗。
展開 LS-DYNA 中的接觸界面模擬(2)
在某些情況下，有時需要接觸界面的可視化（如應力云圖等），這時必須通過以下控制
輸出二進制的接觸界面文件：
1) *Database_Binary_Intfor；
2) 設置接觸面的輸出標志SPR、MPR；
3) 在執行計算任務時，包含選項“s=filename”。
共擠成型界面位置的三維黏彈數值模擬
共擠成型中共擠界面形狀和位置的控制對最終產品質量，尤其是層厚分布的均勻性至關重要。而界面的形狀和位置受材料特性、模具結構、工藝條件等諸多因素的影響，成型規律非常復雜，在實際生產中普遍依靠經驗對模具和生產工藝進行反復試驗，直到擠出合格產品，這嚴重影響了企業的生產效率。共擠成型界面位置的數值模擬能預測界面形狀和位置，提高設計和生產效率。本案例采用Giesekus本構方程，建立了預測方形截面共擠口模中兩種聚合物熔體層間界面形狀和位置的三維黏彈數值模型，利用polyflow進行了數值求解，將計算結果同實驗結果進行了比較。結果表明：此數值模型能較為準確地預測共擠層間界面位置，數值模擬所得界面略高于實際界面，口模中央位置模擬誤差較小，在壁面處略大。
注：此案例僅為個人研究學習的結果，定有考慮不周之處，在此發文，僅希望拋磚引玉，與各位做聚合物流動CAE分析的同行做個交流。因時間關系，分作幾次講完。
展開 基于GROMACS的氯化鈉氣液界面分子動力學模擬
關鍵詞：GROMACS；NaCl；氣液界面; 分子動力學；packmol
海水淡化、海氣相互作用及儲能電解質等領域，需要研究鹽溶液在氣?液界面處的微觀結構和動態行為。相比宏觀實驗，分子動力學（MD）模擬可直接揭示 Na+、Cl- 以及水分子在界面處的分布與取向，為理解表面張力、離子特異性（Hofmeister 效應）等提供原子級證據。而GROMACS作為一種高效的開源MD模擬軟件，在模擬鹽水溶液氣液界面方面具有強大的技術支持。本案例基于GROMACS，研究氯化鈉氣液界面體系中離子和水分子的分布情況。
初始模型的構建
在本案例中，我們模擬對象為氯化鈉水溶液-真空體系，水分子采用spce水模型。
展開 matlab模擬枝晶生長，可視化界面 ￥39
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展開 分子動力學模擬-油氣界面張力和最小混相壓力計算
關鍵詞：頁巖油，分子動力學，lammps，gromacs，界面張力，最小混相壓力
摘要：分子模擬方法在探究納米尺度下分子間相互作用方面展現出巨大的技術優勢。因此，本文采用分子動力學模擬方法，研究體相CO2/原油的混相機理。
通過我這套LAMMPS, GROMACS代碼，你可以實現不同氣體，不同油種類，不同溫度下的油氣界面張力和最小混相壓力計算。這套代碼還可以把氣體換成水，在氣體/水中加入表面活性劑，助溶劑等，進行研究。
MS，LAMMPS，GROMACS均可以實現，這里介紹LAMMPS，GROAMCS流程。
1，初始模型構建：初始模型是 氣體-液體-氣體模型，使用PACKMOL構建
2，選擇力場：CO2可用TRAPPE，EPM2力場，油用OPLS-AA力場
3，進行分子動力學模擬：能量最小化-平衡動力學-生產動力學
4，統計界面張力數據，還可分析密度分布，擴散系數，相互作用力參數等
5，提供LAMMPS in文件，data文件; GROMACS：mdp，top，inp，pdb，gro，xtx等文件
首先設置一個初始尺寸較大的模擬盒子，如圖1所示。
體系設置為NVT系綜，可以設置多個溫度，觀察溫度對混相行為的影響。壓力由氣體數量決定。這個體系6ns就穩定了，但是收集IFT數據，需要30ns。
圖2分析了z方向密度分布。圖3是油的二維密度分布。
圖4是不同時間下油-氣的擴散構象。
圖5是油氣界面張力數值，可以看到能和實驗匹配。
圖6是擴散系數，可以分析x-y方向，和z方向，也可以直接分析整個體系。
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