動(dòng)態(tài)破壞分析的案例
如何在LS-DYNA中選擇合適的先進(jìn)數(shù)值計(jì)算方法進(jìn)行動(dòng)態(tài)破壞分析
文章來(lái)源：2021 Ansys Innovation Conference，作者：任波博士，Ansys高級(jí)研發(fā)工程師，視頻鏈接： 基于LS-DYNA的先進(jìn)動(dòng)態(tài)破壞分析
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abaqus動(dòng)態(tài)載荷下薄壁鋁擠壓的漸進(jìn)破壞分析
abaqus動(dòng)態(tài)載荷下薄壁鋁擠壓的漸進(jìn)破壞分析
準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷下薄壁鋁型材的漸進(jìn)破壞分析（abaqus-help）
準(zhǔn)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)載荷下薄壁鋁型材的漸進(jìn)破壞分析（abaqus-help）
LS-DYNA中的材料加工，制造過(guò)程及破壞分析-無(wú)網(wǎng)格SPG方法
基于網(wǎng)格的數(shù)值方法（如FEM 等）在模擬材料破壞過(guò)程時(shí)具有局限性。為更好地模擬三維材料、結(jié)構(gòu)中的損傷/破壞行為，LS-DYNA開(kāi)發(fā)了無(wú)網(wǎng)格光滑粒子伽遼金法（SPG）。該方法直接在節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行空間積分，避免了其他無(wú)網(wǎng)格法采用的背景網(wǎng)格空間積分法帶來(lái)的局限性。為了準(zhǔn)確模擬材料的開(kāi)裂過(guò)程，SPG方法開(kāi)發(fā)了鍵斷裂破壞模型，該模型采用多種斷裂準(zhǔn)則處理復(fù)雜應(yīng)力情況下材料損傷斷裂過(guò)程。
目前，SPG方法已經(jīng)成功的在材料加工，制造過(guò)程及破壞分析中得到廣泛的應(yīng)用，涉及到的材料有：金屬，復(fù)合材料，混凝土，橡膠，木材和骨頭等材料。可以模擬的加工過(guò)程有各種連接過(guò)程加工，切削，磨削，鉆孔-拉出等。
本文將簡(jiǎn)要介紹SPG方法的基本概念、主要功能及其應(yīng)用，包括材料失效分析方法，汽車(chē)行業(yè)應(yīng)用（機(jī)械連接工藝及接頭強(qiáng)度）；制造業(yè)及電子工業(yè)行業(yè)應(yīng)用（橡膠的下料、切割、鉆孔、研磨、超聲波切割，各種材料的螺紋成型，混凝土、金屬、木料）；Defense高速撞擊侵徹（侵徹混凝土和金屬目標(biāo)）；生物醫(yī)學(xué)/牙科行業(yè)，如牙鉆/植入，插針（插入橡膠），骨鉆/拔出等。
SPG方法概述及主要特征
由于涉及材料的非連續(xù)性，目前為止材料失效分析仍然是CAE模擬分析中的難點(diǎn)問(wèn)題，當(dāng)我們把有限元和材料失效/破壞分析聯(lián)系在一起，通常默認(rèn)使用單元?jiǎng)h除法，而單元?jiǎng)h除法會(huì)破壞收斂準(zhǔn)則，同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致非物理的響應(yīng)，如力和力矩的響應(yīng)會(huì)降低，或不能得到正確的損傷形態(tài)。
展開(kāi) 
江蘇科技大學(xué)《CS》：碳纖維復(fù)合材料鉆孔過(guò)程動(dòng)態(tài)漸進(jìn)破壞的跨尺度模擬
為此，
江蘇科技大學(xué)
的
Yong Liu
（第一作者&通訊作者）在《
Composite Structures
》上發(fā)表了題為“
Scale-span modelling of dynamic progressive failure in drilling CFRPs using a tapered drill-reamer”的文章，作者考慮了動(dòng)態(tài)條件下纖維和基體在不同力學(xué)性能所引起的局部應(yīng)力差異，
提出了關(guān)于層間損失的一種基于修正微觀(guān)力學(xué)失效準(zhǔn)則的動(dòng)態(tài)三維跨尺度模型，并引入了新的損傷演化規(guī)律
，在Liao的研究基礎(chǔ)上對(duì)宏觀(guān)損傷變量進(jìn)行了修正，利用ABAQUS
-Python獲得了宏觀(guān)應(yīng)力與微觀(guān)應(yīng)力之間的關(guān)系。同時(shí)，提出了一種輔助刪除單元準(zhǔn)則，以防止計(jì)算過(guò)程中的不收斂性；并采用基于斷裂能的混合模式破壞準(zhǔn)則的雙線(xiàn)性?xún)?nèi)聚模型模擬層間分層；最后，從打孔質(zhì)量指標(biāo)對(duì)模型進(jìn)行了驗(yàn)證。
內(nèi)容簡(jiǎn)介
該文提出的跨尺度分析方法是基于CERPs的動(dòng)態(tài)微觀(guān)力學(xué)失效準(zhǔn)則。該方法的核心是建立纖維和基體在動(dòng)態(tài)加載條件下的損傷-失效本構(gòu)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)纖維和基體的RVE模型。如圖1所示，根據(jù)跨尺度有限元鉆孔示意圖，整個(gè)模擬過(guò)程主要分為三個(gè)步驟。
展開(kāi) 2025大賽優(yōu)秀作品 | 強(qiáng)動(dòng)載作用下拱壩動(dòng)態(tài)響應(yīng)和損傷破壞的數(shù)值模擬研究
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</figure>
</figure><p>鑒于低截面厚度拱壩在恐怖襲擊及爆炸事故中的顯著風(fēng)險(xiǎn)，本研究基于LS-DYNA軟件建立了某原型拱壩的精細(xì)化三維數(shù)值模型，旨在研究其在水下爆炸強(qiáng)動(dòng)載作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)與損傷破壞機(jī)理。數(shù)值模擬考慮了兩種TNT當(dāng)量（100 kg與 200 kg）及兩種爆炸深度（水面下12.5 m和25 m）的水下爆炸工況，實(shí)現(xiàn)了爆炸沖擊波-水體-壩體相互作用的完全耦合高精度模擬。模型完整再現(xiàn)了結(jié)構(gòu)從微損傷萌生、宏觀(guān)裂縫擴(kuò)展直至最終失穩(wěn)潰壩的全過(guò)程損傷演化，并特別計(jì)入了壩體損傷后庫(kù)水壓力的持續(xù)作用機(jī)制。研究結(jié)果表明：壩頂區(qū)域?yàn)榻Y(jié)構(gòu)最薄弱部位，損傷破壞易在此處萌生并發(fā)展。爆炸當(dāng)量與爆炸深度的變化均顯著影響壩體損傷程度，其中在相同爆炸當(dāng)量下，增大爆炸深度可顯著減輕拱壩的損傷。拱壩在水下爆炸作用下的破壞過(guò)程可分為三個(gè)階段：i）初始損傷階段；ii）損傷發(fā)展階段；iii）潰壩階段。本研究所建立的精細(xì)化模型及模擬方法，為深入理解低截面厚度拱壩在極端荷載下的失效機(jī)理及其安全防護(hù)設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)。
展開(kāi) 基于LS-DYNA的超高速?gòu)楏w對(duì)圓柱狀巖石侵徹動(dòng)態(tài)破壞形態(tài)模擬（附K文件） ￥39.9
本案例采用顯示動(dòng)力分析有限元分析軟件 LS-DYNA，選取合適的網(wǎng)格尺寸和模型參數(shù)，建立彈體和花崗巖靶體的計(jì)算模型，采用 Lagrange 算法、花崗巖采用HJC模型，經(jīng)過(guò)不斷調(diào)試參數(shù)，獲得比較接近實(shí)驗(yàn)的一組參數(shù)用于模擬，模擬和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果對(duì)照如下
本案例適用于研究爆炸、沖擊、侵徹動(dòng)力學(xué)的朋友，下面附上該模擬的K文件，大家有疑問(wèn)可以在私信我，歡迎交流！
復(fù)合材料破壞分析
SOLVE
7.后處里查看
這是大概的復(fù)合材料破壞分析...只是做個(gè)起頭 希望有人能補(bǔ)充 感謝
07.jpg
位移
08.png
Tsai-Wu Strength Index
failure.zip
巖石邊坡工程課程---傾倒破壞(Toppling Failure)分析(C9)
這種破壞模式主要由巖石風(fēng)化以及人類(lèi)活動(dòng)引起，最典型的情形是坡腳開(kāi)挖引起邊坡上部巖體發(fā)生傾倒破壞, 如下圖(d)所示。這種破壞模式在修建山區(qū)高速公路時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到, 尤其出現(xiàn)在水平層理的砂巖和頁(yè)巖中。
3 傾倒破壞的分析方法
3.1 Dips
上述三種傾倒破壞模式中，屈曲傾倒(flexural toppling failure)的破壞性最大。Wyllie (2018)對(duì)傾倒破壞從相似材料試驗(yàn)到數(shù)值模擬作了非常詳細(xì)的總結(jié)。按照Goodman and Bray(1976)的分析, 傾倒破壞必須滿(mǎn)足下面的條件:
其中,
---邊坡面的傾角(Dip of slope face);
---不連續(xù)巖體的內(nèi)摩擦角(Internal friction angle of plane/joint);
---不連續(xù)巖體的傾角(Dip of plane/joint)
使用Dips(Version 8.016 - September 30, 2021)【利用赤平極射投影進(jìn)行巖石邊坡的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析(Kinematic Analysis)】可以分析這種破壞模式，并且只能分析這種破壞模式。
3.2 RocTopple
Goodman and Bray(1976)提出的塊體傾倒(Block Toppling)分析方法基于靜力平衡原理，不過(guò)由于塊體數(shù)目，大小和位置的不同，導(dǎo)致手工計(jì)算過(guò)程變得非常耗時(shí)和復(fù)雜，Rocscience把這個(gè)計(jì)算過(guò)程發(fā)展成為一個(gè)計(jì)算機(jī)軟件RocTopple(Version 2.004 – May 21, 2021) , 在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展出許多新的功能，能夠考慮各種外載荷，地下水壓力，支護(hù)載荷，并且能夠進(jìn)行概率分析和敏感性分析等。
展開(kāi) 高速DIC技術(shù)用于高速?zèng)_擊下平板件變形及破壞分析
材料在高速?zèng)_擊條件下的動(dòng)態(tài)變形破壞過(guò)程及動(dòng)態(tài)力學(xué)性能，是沖擊力學(xué)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。高速三維數(shù)字圖像相關(guān)方法，是一種非接觸式的全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量方法。
DIC技術(shù)可在較高應(yīng)變率作用以及極端加載環(huán)境下，通過(guò)搭配高速相機(jī)，可測(cè)試高速?zèng)_擊下材料或結(jié)構(gòu)的三維位移場(chǎng)及應(yīng)變場(chǎng)，分析材料或結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)破壞形式。
通過(guò)有限元模擬，可以基于模擬來(lái)分析材料或結(jié)構(gòu)受沖擊的力學(xué)響應(yīng)行為。但由于材料機(jī)械性能存在一些不確定性，難以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)具體的響應(yīng)數(shù)據(jù)。在相近材料或結(jié)構(gòu)上進(jìn)行測(cè)試，力學(xué)動(dòng)態(tài)行為都會(huì)有差別。
模擬數(shù)據(jù)的更新有賴(lài)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證和對(duì)比，采用新拓三維高速XTDIC全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)果，可修正或更新模擬數(shù)據(jù)。
測(cè)試過(guò)程
XTDIC 高速全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)布置、散斑圖案和加載裝置
在測(cè)試中，使用加載裝置對(duì)平板件進(jìn)行高速?zèng)_擊，新拓三維XTDIC高速全場(chǎng)應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)同時(shí)記錄平面板材料響應(yīng)。為了捕獲用于XTDIC軟件算法的圖像，通過(guò)預(yù)先在平面板材料進(jìn)行隨機(jī)斑點(diǎn)圖案制作，在獲取高質(zhì)量圖像采集的同時(shí)，極薄的散斑不會(huì)影響平板件的剛度和力學(xué)響應(yīng)行為。
采用兩個(gè)高速相機(jī)（300萬(wàn)像素，采集頻率為5000幀），105mm微距鏡頭，精度100微應(yīng)變、0.01mm。沖擊加載裝置連接到相機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，確保沖擊力的測(cè)量和相機(jī)的記錄同時(shí)自動(dòng)開(kāi)始。沖擊裝置的力和圖像均收集激發(fā)時(shí)和激發(fā)完畢的數(shù)據(jù)，高速相機(jī)實(shí)時(shí)采集圖像。
數(shù)據(jù)分析
位移場(chǎng)分析
使用XTDIC系統(tǒng)軟件獲得了平板件受沖擊力區(qū)域的全場(chǎng)位移數(shù)據(jù)，從圖中可以看出整體的位移場(chǎng)數(shù)值左右不對(duì)稱(chēng)，撞擊瞬態(tài)下點(diǎn)1位移為7.86mm，點(diǎn)2位移為6.73mm，XTDIC系統(tǒng)可以獲取非常精確的位移圖。
展開(kāi) abaqus 動(dòng)態(tài)分析導(dǎo)入靜態(tài)分析步驟怎么操作
現(xiàn)在分析一個(gè)被壓物體的殘余應(yīng)力為了獲取穩(wěn)態(tài)的殘余應(yīng)力要將動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)導(dǎo)入靜態(tài)數(shù)據(jù)中卸載請(qǐng)問(wèn)怎么實(shí)現(xiàn)。是復(fù)雜原始模型然后在預(yù)定義場(chǎng)中定義要分析的部件的odb設(shè)置好分析步和增量步然后 定義分析步卸載然后提交作用么。。。求解
巖石內(nèi)部水力壓裂破壞失效仿真分析
圖1網(wǎng)格模型
4有限元分析
關(guān)于cohesive單元的嵌入，需要注意的是本次案例是在abaqus2017版本上進(jìn)行的，若是abaqus2016及以下版本則并沒(méi)有提供insert cohesive seams功能。在這里，需要打開(kāi)命令mesh→edit，將類(lèi)型修改為select from interior entities，按照軟件提示信息選擇模型中間內(nèi)部剖面，單擊done完成零厚度的cohesive孔壓?jiǎn)卧谛畔⒋翱谥刑崾静迦雴卧托陆系那闆r，如圖2所示。至于其他接觸約束及邊界條件的建立參考上傳附件內(nèi)容，這里不再詳細(xì)說(shuō)明。
圖2嵌入cohesive單元命令
5結(jié)果
5.1損傷單元動(dòng)態(tài)分布云圖
6結(jié)論
應(yīng)用cohesive單元可以很好地模擬巖土類(lèi)內(nèi)部單元損傷破壞的現(xiàn)象，相對(duì)于試驗(yàn)，其簡(jiǎn)單的仿真操作步驟極大降低了時(shí)間、經(jīng)濟(jì)成本，能夠知道巖土內(nèi)部破壞的參數(shù)優(yōu)化及損傷預(yù)測(cè)。
參考文獻(xiàn)
[1]江丙云.ABAQUS分析之美[M].北京：人民郵電出版社，2021.
展開(kāi) NX環(huán)境下基于Mecano內(nèi)核的復(fù)合材料層間破壞案例分析
在NX10.0的軟件環(huán)境，以原samcef composites的求解器為內(nèi)核，對(duì)復(fù)合材料的層間破壞進(jìn)行了仿真分析。相比原samcef composites的前處理，這是一個(gè)全新的三維幾何模型建模方法。
本案例從最基礎(chǔ)模型建模，不需要初始模型，建立了復(fù)合材料模型進(jìn)行了鋪層，網(wǎng)格劃分，對(duì)每層的屬性進(jìn)行了不同的設(shè)定。模型雖然簡(jiǎn)單，但仍需要花費(fèi)一定時(shí)間，最后操作視頻展示了三維顯示效果。
百度網(wǎng)盤(pán)：http://pan.baidu.com/s/1hrdimtm
優(yōu)酷鏈接：http://v.youku.com/v_show/id_XMTQ3MjE3MTQ1Ng==.html
model1.zip
展開(kāi) 【PFC6.0】重力放大法誘導(dǎo)分析巖質(zhì)邊坡破壞面
0 引言
完整的巖塊一般強(qiáng)度比較大，天然的狀態(tài)不會(huì)使得巖質(zhì)邊坡發(fā)生破壞。而巖體和巖塊的概念是兩個(gè)，巖體指的是含有天然裂紋的巖塊。所以相對(duì)于巖塊，巖體在天然狀態(tài)下的強(qiáng)度會(huì)比完整的巖塊小很多。
往往巖質(zhì)邊坡發(fā)生破壞無(wú)非以下幾個(gè)因素：1、降雨使得巖石的裂紋充填物強(qiáng)度降低，發(fā)生破壞。2、工程使得原有的應(yīng)力發(fā)生重分布。3、地震荷載使得巖體中的裂紋發(fā)育貫通形成滑裂面。
本文邊坡誘導(dǎo)破壞使用的并不是上述幾個(gè)因素。重力放大法誘導(dǎo)破壞是有限元理論中經(jīng)常遇到的一個(gè)方法，這種情況在現(xiàn)實(shí)中基本不會(huì)發(fā)生。但是誘導(dǎo)邊坡破壞會(huì)強(qiáng)制性的產(chǎn)生滑裂面，對(duì)邊坡的漸變破壞分析可以提供一定的參考。
1 成樣
這里還是比較經(jīng)典的成樣，不去贅述。
展開(kāi) 某SUV前擋風(fēng)玻璃沖擊破壞仿真分析
考慮沖擊破壞仿真模型的簡(jiǎn)化，約束膠粘連接單元的底面的全部自由度，模擬與車(chē)窗邊緣的連接。完成的前擋風(fēng)玻璃沖擊破壞仿真有限元模型如下圖所示，共有節(jié)點(diǎn)數(shù)約30萬(wàn)個(gè)，單元數(shù)約14萬(wàn)個(gè)。
在玻璃單元之間內(nèi)嵌一層單元作為內(nèi)聚力單元，如下圖所示。
文中玻璃內(nèi)聚力模型材料的定義參考論文[6]中所參考，中間層材料定義為彈塑性類(lèi)型來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)。夾層玻璃斷裂行為歷程，如下圖所示。
論文[5]，深入研究中間層材料的力學(xué)性能，更詳細(xì)的描述了中間層材料對(duì)擋風(fēng)玻璃的沖擊破壞性能影響顯著。
[1] 周志強(qiáng). 粘結(jié)構(gòu)件粘結(jié)性能的內(nèi)聚力模型分析[D].浙江大學(xué),2006.
[2] 黃劉剛. 內(nèi)聚力模型的分析及有限元子程序開(kāi)發(fā)[D].鄭州大學(xué),2010.
[3] 屈鵬. 纖維/樹(shù)脂復(fù)合材料多尺度結(jié)構(gòu)對(duì)力學(xué)性能的影響[D].山東大學(xué),2012.
[4] 蔡鵬. 金屬橡膠元件粘接強(qiáng)度與破壞的有限元數(shù)值模擬研究[D].湘潭大學(xué),2017.
[5] 徐曉慶. 高聚物中間層對(duì)夾層玻璃力學(xué)特性及斷裂機(jī)理的影響研究[D].清華大學(xué),2017.
[6] 林德佳. 基于固有內(nèi)聚力模型的汽車(chē)風(fēng)擋玻璃沖擊破壞仿真研究[D].華南理工大學(xué),2018.
展開(kāi) 動(dòng)態(tài)破壞分析的相關(guān)專(zhuān)題、標(biāo)簽、搜索
動(dòng)態(tài)破壞分析沖擊動(dòng)力學(xué)與動(dòng)態(tài)破壞分析動(dòng)態(tài)分析材料破壞分析TOPAZE動(dòng)態(tài)分析Dyna動(dòng)態(tài)分析 混凝土三點(diǎn)彎曲梁動(dòng)態(tài)斷裂破壞的擴(kuò)展有限元分析abaqus動(dòng)態(tài)壓縮破壞未達(dá)到動(dòng)態(tài)拉伸強(qiáng)度就發(fā)生破壞巖石未達(dá)到動(dòng)態(tài)拉伸強(qiáng)度就發(fā)生破壞超高速?gòu)楏w對(duì)圓柱狀巖石侵徹動(dòng)態(tài)破壞形態(tài)模擬深部含不同層理傾角頁(yè)巖的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能及破壞機(jī)理研究
