巖石模擬的案例
求教巖石材料XEFM模擬時的損傷模型與參數選取
請教各位大神，巖石材料XEFM模擬時的損傷模型與參數選取，求教一個模擬巖石裂紋擴展的例子，參考一下參數設置小弟在這里多謝了
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ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構機在砂漿環境下掘進的巖石破碎模擬 ￥66.67
ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構機在砂漿環境下掘進的巖石破碎模擬
采用顯示動力學分析：
該模型模擬盾構機在砂漿中掘進的巖石破碎，采用耦合歐拉拉格朗日法模擬砂漿環境下，盾構機刀盤與巖石之間的相互作用，巖石應力達到破碎時采用單元刪除技術消除掉已失去抵抗力的巖石。砂漿模擬為歐拉體，巖石及盾構機刀盤為拉格朗日體，其中盾構機刀盤模擬為剛體。
所建模型：
模擬的盾構機刀盤及所切割的巖石
刀盤及巖石的邊界條件
盾構機刀盤及所切割巖石的單元劃分
盾構機刀盤及巖石所處砂漿環境的網格劃分
模擬的結果：
掘進時的動態效果（隱藏泥漿及盾構機刀盤）
模擬后的結果（隱藏泥漿及盾構機刀盤）
隱藏掉泥漿及盾構機刀盤后巖石破碎時的應力分布
隱藏掉泥漿及盾構機刀盤后巖石破碎時的等效塑性應變分布
模擬動態效果圖（展示成無網格的半模型，含泥漿）
砂漿及巖石在盾構機擾動下的應力分布圖
砂漿及巖石在盾構機擾動下的等效塑性應變分布圖
展開 COMSOL模擬巖石破裂
在COMSOL中采用連續損傷力學方法實現巖石破裂系列案例介紹
采用COMSOL with matlab功能模擬巖石破裂，使用張拉剪切破壞準則和威布爾非均質材料屬性分布。可實現的功能如下：
1、完整巖石單軸，三軸破裂
2、預制裂隙巖石單軸，三軸破壞
3、流固耦合，熱流固耦合實現巖石的水力壓裂，超臨界CO2壓裂破壞
4、采用零厚度DFN方法，實現含復雜天然裂隙巖石中注水壓裂模擬
5、結合自己方向再開發
有需要溝通交流，請聯系q1045343728。
巖石爆破k文件手冊及基于ANSYS/LS-DYNA的巖石深孔爆破數值模擬方法 ￥149
k文件關鍵字來自本人在論文閱讀中搜集提取并總結，以及大量數值模擬計算中調試的參數。可套用于巖石爆破數值模擬。
基于LSDYNA巖石爆破模擬建模分析
巖石材料模型
巖石材料選用Johnson-Holmquist模型，該模型適合在大應變，高應變率和高壓力條件下使用，巖石的等效強度與壓力，應變率和損傷有關，巖石材料通過在k文件中添加*MAT_ADD_EROSION關鍵字來定義巖石的抗壓強度和失效主應力為巖石失效判據，使得巖石當抗壓強度達到設定值或者單元主應力達到設定值時即失效，從而模擬巖石爆破失效。
2. 炸藥材料參數
炸藥材料模型采用*MAT_HIGH_EXPLOSIVE_BURN,采用JWL狀態方程進行爆轟壓力計算：
式中：P—爆轟壓力；E—炸藥爆轟產物的內能；V—爆轟產物的相對體積；A，B，R1，R2，ω—所選炸藥的性質常數。
選取的炸藥材料及狀態方程參數如下表所示。
表3炸藥材料及狀態方程參數
密度
/g·cm-3
爆速/cm·us-1
爆壓/GPa
A
/GPa
B
/GPa
R1
R2
ω
E
/GPa
1.26
0.55
3.43
321.9
0.182
4.2
0.8
0.15
3.51
3. 模型建立
通過hm建立有限元網格模型，總體網格模型如下圖所示，主要包含四部分：空氣，炸藥，堵塞，巖石，其中前兩者采用ALE多物質單元，巖石和堵塞為lag網格。巖石與堵塞定義為面面接觸。
有限元網格模型如下圖所示：
模型總體示意圖
有限元俯視網格模型
采用反向耦合裝藥，建模模型為1/2模型，除頂部自由面外的其他三個面施加無反射邊界條件，采用關鍵字*BOUNDARY_NON_REFLCTION，所有模擬數值單位均采用：cm-g-us，此單位制下，力的單位是N，應力單位為Mbar(即Mpa)。
2.
展開 ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構機掘進巖石破碎模擬(單元刪除技術) ￥66.67
盾構機掘進時的巖石破碎模擬(含單元刪除技術)
采用顯示動力學:
盾構機刀盤模擬為剛體，在轉動掘進的過程中破碎巖石。在巖石達到破碎應力后，采用單元刪除技術刪除掉已破碎的巖石單元。
模型概況：
模型的建立及邊界條件的設置
模型的網格劃分
模擬的結果：
掘進時的動態效果
模擬后的結果
隱藏掉盾構機刀盤后巖石破碎時的應力分布
隱藏掉盾構機刀盤后巖石破碎時的等效塑性應變分布
LS-DYNA的巖石爆生裂紋擴展模擬方法
基于LS-DYNA軟件模擬巖石爆生裂紋擴展一般有兩種方法：
（1）查看本構模型的損傷云圖
常見的損傷模型有HJC模型、RHT模型和JH-2模型等，關鍵字*DATABASE_EXTENT_BINARY的第一個選項可以控制相關變量的輸出，如HJC模型對應于history var#1。
單孔爆破：
雙孔爆破：
（2）添加關鍵字MAT_ADD_EROSION
當本構的損傷判據無法描述裂紋擴展時，可利用該關鍵字對巖石單元添加失效判據，當單元對應的變量超過設定的閾值后，單元會被刪除。常用的失效判據如下：
可根據需要自行選擇失效準則，并且該關鍵字支持多個失效判據的組合。需注意的是，其未直接給出有關拉力、拉應變的判據，需自行改變正負號。如最大拉應力則需選擇最小失效應力判據，并在選項卡中填入負數。
單孔爆破：
雙孔爆破：
展開 雙孔巖石微差爆破模擬
雙孔巖石微差爆破模擬
1. 模型建立背景
以某新建高速鐵路沿線路基邊坡爆破開挖為例，使用LS-DYNA動力有限元軟件建立了雙孔微差起爆模型。
數值模型使用ANSYS建立，炸藥、空氣、巖石均采用SOLID164單元，爆炸持續時間短，短時間內產生巨大能量，起爆過程中炸藥、空氣單元網格尺寸變化很大，若采用共節點算法極易造成計算不收斂而停止，故巖石采用Lagrange算法，空氣和炸藥采用ALE算法，并進行流固耦合計算，其中巖石為固體，炸藥和空氣為流體。
炸藥與空氣使用*ALE_MULTI-MATERIAL_GROUP命令綁定多物質組，使用*CONSTRAINED_LAGRANGE_IN_SOLID關鍵字控制流固耦合計算。巖石材料選用PLASTIC_KINEMATIC模型，因只做簡單計算，所以并未進行損傷控制，損傷控制可使用*MAT_ADD_EROSION關鍵字來定義巖石失效判斷依據，模擬爆破過程中裂紋的產生和損傷范圍。
模型中PART1為巖石，PART2為空氣，PART3和PART4為炸藥。空氣體積大于巖石體積，裝藥方式為耦合裝藥，起爆間隔2ms，模型如下：
模型四周和底面施加無反射邊界條件，
*BOUNDARY_NON_REFLECTING
1 0 0
2.
展開 基于LS-DYNA的地應力作用下巖石爆破裂紋擴展模擬-限時優惠 ￥49.9
模擬論文發表在SCI期刊Mechanics of Materials，新版中科院分區大類一區，論文內容為地應力作用下巖石爆破裂紋擴展模擬。
論文首頁
各向同性地應力作用下爆破裂紋擴展模擬
各向異性地應力作用下爆破裂紋擴展模擬
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展開 
基于LS-DYNA的SHPB霍普金森壓桿模擬巖石破壞形態
在進行巖石類試驗時，由于巖石試件可能會突然斷裂，因此在試樣上貼應變片往往會產生不可避免的誤差，而SHPB試驗系統可以有效避免這一現象，因此被廣泛應用于巖土領域的動力學研究中。巖石的力學性質具有明顯的應變率效應，研究巖石的動態力學性能，能夠為精細化爆破、圍巖保護、優化爆破和支護參數提供依據，對高效破巖、改善破巖效果、提高巷道掘進速度以及保障煤礦井下安全有重要意義。
LS-DYNA軟件可以準確的模擬出這一實驗過程，目前在學術論文中非常常見，關于相關的教學資料也較多。事實上，SHPB數值模擬建模較為容易，但在進行仿真時，往往受限于損傷本構模型而無法直接模擬出巖石試件的破壞形態。這就需要引入單元侵蝕準則，關于這一關鍵字可以在我以往帖子中或關鍵字手冊中詳細了解。我們可以根據試樣在沖擊時的受力模式，針對性的添加單元侵蝕準則，從而可以模擬出真實的巖樣破碎形態。動態壓縮和劈裂的模擬結果展示如下：
（1）動態壓縮
（2）動態劈裂
另外，SHPB模擬也應注重入射波的整形問題，盡量避免矩形波的出現，我們可以通過建立紡錘形彈體或變截面入射桿來將入射波整形為標準的半正弦波。事實上，目前更流行的是直接對入射桿端面加載自己試驗打出來的波形，這樣反而更能真實地模擬出自己試驗時的三波波形。
展開 經典案例模擬1-巖石在溫度梯度下的裂紋擴展模擬（結果展示）
本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface、debond），水化熱（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等），復合材料固化（基于子程序uexpan、heatval、usdfld等)，粉末燒結模擬（基于子程序），蠕變，彈塑性變形模擬，常規熱力耦合等。
本人只研究ABAQUS一個軟件，因此對軟件認識比較深入，對于ABAQUS軟件數值模擬非常有經驗，目前已經完成有2000+的模擬案例。
如若有技術支持需要，可聯系我QQ 284589695。技術服務會適當收費，希望理解。
展開 瑪湖油田巖石水力壓裂模擬
二、 Cohesive element原理
ABAQUSd提供一種粘結單元（cohesive element），用以模擬兩個部分之間的粘性連接，一般來說，它要求粘結材料尺寸和強度都小于粘結部分（比如多層復合材料的膠粘層），進而可以利用cohesive element模擬材料的斷裂。從本質上講，利用cohesive element模擬材料的斷裂其實是單元刪除方法的一種。
Cohesive element的中面雖然能夠承受拉伸和剪切的應變，但并不能產生任何應力，因此，cohesive element 只能支持垂直于上下表面的牽引-分離破壞準則（Traction-separation laws）。
圖1 黏聚力模型示意圖
圖2 雙線性型黏聚力模型
ABAQUS中的Cohesive element 方法可應用于水力壓裂技術。其計算流程如下：
1.對預知的裂縫路徑（區域）進行細化分割。
2.在mesh的時候在裂縫區域賦予cohesive element。
3.設置合適的斷裂準則（Traction-separation laws）。
4.在輸出中設置不顯示破壞的單元。
5.加載，后處理。
三、模型設置
首先用python全局隨機設置隨機大小、形狀、性質的礫石；其次，采用插件全局插入內聚力單元；最后設置網格、增量步、時間、提交job。
圖3 裂縫穿過礫石
圖4 裂縫沿礫石表面擴展
圖5 裂縫穿過大礫石擴展
五、結論：
1. 總體上，裂縫沿最大主應力方向擴展；
2. 裂縫擴展方式與礫石的角度有關系；
3. 裂縫擴展擴展與礫石力學性質有關。
展開 巖石管道爆破模擬問題
我想問一下，做爆破模擬，有三個材料，炸藥，巖石，管道，想用流固耦合方法，現在知道炸藥用ale,管道用la,不知道巖石用什么單元類型，如果用la,那么是不是就不用設置多物質組了
