Hashin damage
關(guān)注創(chuàng)建者：HPT 創(chuàng)建時(shí)間：2022-03-16
Hashin damage的實(shí)例教程
ABAQUS案例：CFRP加固H型鋼梁有限元模擬 ￥19.89
3.1.2點(diǎn)擊【Mechanical】，再點(diǎn)擊【Damage for Fiber-Reinforced Composites】→【Hashin Damage】，定義材料斷裂性能參數(shù)。
在【Hashin Damage】參數(shù)中依次輸入下表數(shù)據(jù)
在【Suboptions】中輸入【Damage Evolution】和【Damage Stabilization】參數(shù)
3.1.2點(diǎn)擊【Mechanical】，再點(diǎn)擊【Damage for Fiber-Reinforced Composites】→【Hashin Damage】，定義材料斷裂性能參數(shù)。
在【Hashin Damage】參數(shù)中依次輸入數(shù)據(jù)
在【Suboptions】中輸入【Damage Evolution】和【Damage Stabilization】參數(shù)
3.2 點(diǎn)擊創(chuàng)建截面，輸入截面名稱CFRP，【Initial ply count】輸入【4】殼，【Element Type】類型選擇【Conventional shell】。點(diǎn)擊繼續(xù)。
雙擊Region，選中CFRP模型，
雙擊Material，選擇CFRP材料
雙擊Thickness，輸入CFRP厚度0.000166
其他參數(shù)按照下表輸入
3.部件裝配
3.1選擇裝配模塊
導(dǎo)入工字鋼部件，選中工字鋼，點(diǎn)擊OK點(diǎn)擊【Tools】選擇【Datum】→【Plane】→【Offset from plane】
點(diǎn)擊選擇工字鋼截面，選中Enter value，方向向內(nèi)，輸入值為500，同樣的方式定義第二個(gè)基準(zhǔn)面。
同樣的方式導(dǎo)入CFRP部件及墊塊，選中CFRP角點(diǎn)，再選擇工字鋼角點(diǎn)，將CFRP移動(dòng)到工字鋼中部
同樣的方法將墊塊裝配進(jìn)來(lái)
4.分析步設(shè)置
4.1選擇【Step】模塊，創(chuàng)建分析步，選擇【Static General】
【Time period】填10，幾何非線性打開，增量步參數(shù)設(shè)置如下。
展開 高溫模擬下冰塊的熱傳遞和融化過(guò)程 ￥19.89
ABAQUS提供的材料損傷和失效模型如下：
Shear、Ductile、JC Damage: 用于模擬金屬材料剪切和延性損傷；
FLD、FLSD、M-K、MSFLD Damage: 用于模擬金屬薄壁件的縮頸破壞；
Quade、Quads、Maxs、Maxe、Maxps、Maxpe Damage: 用于界面單元模擬的損傷破壞；
Hashin Damage: 用于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的損傷模擬；
Mullins Effect: 用于超彈性材料的損傷模擬；
CDP：混凝土塑性損傷模型。
同時(shí)用戶還可以根據(jù)自己的需求，自定義材料子程序（UMAT/VUMAT），設(shè)計(jì)個(gè)性化的損傷材料模型。
在研究生課題組中，有項(xiàng)目方向是做液體流動(dòng)遷移擴(kuò)散仿真，故考慮ABAQUS是否能夠進(jìn)行液體性質(zhì)模擬。
本作業(yè)主要應(yīng)用Umeshmotion子程序模擬高溫下冰塊的熱傳遞和融化過(guò)程。在此之前，我們?cè)谡n堂上學(xué)習(xí)過(guò)支架的線性靜力分析、壓力容器內(nèi)壓靜力分析、含切口板材單軸拉伸模擬、罐與接管的熱分析、基體上薄膜脫粘分析等，結(jié)合這些基礎(chǔ)，通過(guò)設(shè)定材料屬性，使用ALE自適應(yīng)網(wǎng)格控制，調(diào)用Umeshmotion子程序，來(lái)模擬高溫下冰塊的熱傳遞和融化過(guò)程。ABAQUS的Umeshmotion利用自適應(yīng)網(wǎng)格技術(shù)在計(jì)算過(guò)程中自動(dòng)調(diào)整節(jié)點(diǎn)位置，由此可進(jìn)行燒蝕、磨損等涉及節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的模型仿真。
在ABAQUS中利用此可進(jìn)行以下探究（本文僅進(jìn)行案例復(fù)刻及一些改變）：
熱傳遞機(jī)制的模擬：在高溫環(huán)境下，模擬冰塊內(nèi)部的熱傳遞機(jī)制，包括傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。ABAQUS提供了多種材料模型和邊界條件來(lái)模擬這些熱傳遞過(guò)程。例如，通過(guò)定義材料的熱導(dǎo)率、比熱容和熱膨脹系數(shù)，以及設(shè)置對(duì)流換熱系數(shù)和輻射參數(shù)，可以模擬冰塊在高溫環(huán)境中的熱響應(yīng)。
展開 為模擬 CFRP 達(dá)到極限拉應(yīng)力后突然斷裂的材料特性，采用 ABAQUS 中的“HASHIN DAMAGE”模型，該模型專門用于模擬材料斷裂后的脆性破壞行為。在 ABAQUS 里設(shè)置纖維鋪層角度的方式如圖14 所示，通過(guò) CreateComposite Layup 設(shè)置不同纖維層數(shù)、每層纖維厚度及每層纖維的鋪層角度。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202209/74c4a842a6604214b85256bbde35e272.jpg" alt="圖14.jpg" height="304" width="395"></p><p class="ql-align-center">圖14 CFRP 鋪層設(shè)置</p><p>4.2CFRP加固效果分析</p><p>從位移時(shí)程曲線可以看出， 使用 2 層及 4 層 CFRP 加固腐蝕區(qū)域及中段塔筒可以有效減小風(fēng)電塔位移響應(yīng)及位移極值 2 層 CFRP 加固后位移極值降低 23.7％， 4 層 CFRP 加固后位移極值降低 16.8％ ， 但 CFRP 層數(shù)增加為 8 層時(shí)， 結(jié)構(gòu)位移極值增加 11.8％， 且殘余位移由 0.091ｍ增加為 0.766ｍ。 結(jié)合結(jié)構(gòu)震后殘余變形分析也可以看出， 加固方案 B 中 2 層 CFRP 加固效果最好， 可以有效減小塔筒頂部位移響應(yīng)及塔筒殘余變形； 4 層 CFRP 加固雖然可以減小結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)， 但導(dǎo)致結(jié)構(gòu)殘余變形加大， 尤其是上段塔筒殘余變形增加明顯； 8 層 CFRP 加固對(duì)結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)并未起到有利作用， 一方面增加了結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)值， 另一方面增加了結(jié)構(gòu)殘余位移， 即增加了結(jié)構(gòu)的破壞程度， 尤其增加了結(jié)構(gòu)腐蝕區(qū)域下方和上段塔筒的破壞。
展開 c http://abaqus-users.1086179.n5.nabble.com/Hashin-damage-theory-td12032.html
subroutine vumat(
c Read only -
1 nblock, ndir, nshr, nstatev, nfieldv, nprops, lanneal,
2 stepTime, totalTime, dt, cmname, coordMp, charLength,
3 props, density, strainInc, relSpinInc,
4 tempOld, stretchOld, defgradOld, fieldOld,
5 stressOld, stateOld, enerInternOld, enerInelasOld,
6 tempNew, stretchNew, defgradNew, fieldNew,
c Write only -
7 stressNew, stateNew, enerInternNew, enerInelasNew )
c
include 'vaba_param.inc'
c
c 3D Orthotropic Elasticity with Hashin 3d Failure criterion
c
c The state variables are stored as:
c state(*,1) = material point status
c state(*,2:7) = damping stresses
c
c User defined material properties are stored
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ABAQUS提供的材料損傷和失效模型如下：
Shear、Ductile、JC Damage: 用于模擬金屬材料剪切和延性損傷；
FLD、FLSD、M-K、MSFLD Damage: 用于模擬金屬薄壁件的縮頸破壞；
Quade、Quads、Maxs、Maxe、Maxps、Maxpe Damage: 用于界面單元模擬的損傷破壞；
Hashin Damage: 用于纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的損傷模擬
3.1.2點(diǎn)擊【Mechanical】，再點(diǎn)擊【Damage for Fiber-Reinforced Composites】→【Hashin Damage】，定義材料斷裂性能參數(shù)。
為模擬 CFRP 達(dá)到極限拉應(yīng)力后突然斷裂的材料特性，采用 ABAQUS 中的“HASHIN DAMAGE”模型，該模型專門用于模擬材料斷裂后的脆性破壞行為。在 ABAQUS 里設(shè)置纖維鋪層角度的方式如圖14 所示，通過(guò) CreateComposite Layup 設(shè)置不同纖維層數(shù)、每層纖維厚度及每層纖維的鋪層角度。
3.1.2點(diǎn)擊【Mechanical】，再點(diǎn)擊【Damage for Fiber-Reinforced Composites】→【Hashin Damage】，定義材料斷裂性能參數(shù)。
c http://abaqus-users.1086179.n5.nabble.com/Hashin-damage-theory-td12032.html
subroutine vumat(
c Read only -
1 nblock, ndir, nshr, nstatev, nfieldv, nprops, lanneal,
2 stepTime,
c http://abaqus-users.1086179.n5.nabble.com/Hashin-damage-theory-td12032.html
subroutine vumat(
c Read only -
1 nblock, ndir, nshr, nstatev, nfieldv, nprops, lanneal,
2 stepTime,
