斷裂損傷的案例
ABAQUS結(jié)構(gòu)損傷及斷裂數(shù)值及工程應(yīng)用專題
網(wǎng)格無關(guān)性簡介
案例2：T型管網(wǎng)格劃分
案例3：復(fù)雜裝配體網(wǎng)格劃分
案例4：節(jié)點(diǎn)移動
ABAQUS
斷裂力學(xué)與損傷概述
理解斷裂力學(xué)與損傷基本技術(shù)點(diǎn)
1. ABAQUS斷裂力學(xué)功能匯總
2. 材料損傷的種類與定義過程
3. 斷裂力學(xué)的應(yīng)用場景與技術(shù)特點(diǎn)
4. 斷裂過程對網(wǎng)格質(zhì)量的要求
5. 斷裂力學(xué)與損傷建模注意事項(xiàng)及技巧
6. 聚合層單元的剝離過程
7. 虛擬裂紋擴(kuò)展（VCCT）基本過程
8. 擴(kuò)展有限元（XFEM）詳細(xì)過程
9. 常見裂紋擴(kuò)展結(jié)果后處理與數(shù)據(jù)顯示
10. 斷裂力學(xué)J積分及強(qiáng)度因子等重要概念
案例5：T向焊接件焊縫表面裂紋熱固耦合應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算
案例6：壓力容器表面橢圓裂紋J積分算法
案例7：多裂紋板裂紋尖端T應(yīng)力計(jì)算
案例8：中心裂紋拉伸作用蠕變過程C*積分計(jì)算
案例9：3D雙臂梁界面擴(kuò)展模擬
案例10：三點(diǎn)彎曲三維裂
ABAQUS
斷裂與損傷常見注意事項(xiàng)
幾種常見的斷裂與損傷分析過程
掌握常見斷裂分析過程
斷裂與損傷力學(xué)重點(diǎn)結(jié)果處理
培訓(xùn)收費(fèi)有兩類，請您按自身需要靈活選擇。
展開 《工程斷裂與損傷》
第8章 斷裂力學(xué)在工程中的若干應(yīng)用
第9章 損傷力學(xué)概述
第10章 含損傷斷裂力學(xué)的若干問題
附錄
參考文獻(xiàn)
【11月7-8日 北京】基于斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)的失效仿真分析研修班
結(jié)構(gòu)在使用過程中的磨損、斷裂、腐蝕、疲勞、損傷等因素都會影響產(chǎn)品可靠性和壽命。為了幫助廣大工程師和科研人員掌握和理解可靠性的原理、斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)基本理論以及與之相關(guān)的力學(xué)仿真分析技術(shù)，針對各類斷裂損傷問題能夠進(jìn)行準(zhǔn)確、高效的力學(xué)建模，并能夠熟練使用通用的有限元軟件，提高工程師和科研人員解決實(shí)際非線性力學(xué)問題的能力，經(jīng)中國力學(xué)學(xué)會產(chǎn)學(xué)研工作委員會、中國數(shù)字仿真聯(lián)盟研究，決定今年11月7—8日在北京舉辦“基于斷裂力學(xué)與損傷力學(xué)的失效仿真分析研修班”。歡迎廣大有限元愛好者踴躍報(bào)名，現(xiàn)將有關(guān)事項(xiàng)通知如下：
一、組織機(jī)構(gòu)
主辦單位：中國力學(xué)學(xué)會產(chǎn)學(xué)研工作委員會 中國數(shù)字仿真聯(lián)盟
會務(wù)服務(wù)：北京諾維特機(jī)械科學(xué)技術(shù)發(fā)展中心
二、主要教學(xué)內(nèi)容
通過系統(tǒng)的理論方法講解、應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)分享和技術(shù)交流，教授斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)的基本理論和應(yīng)用背景，基于ABAQUS軟件，講解計(jì)算斷裂力學(xué)和計(jì)算損傷力學(xué)的基本方法和技術(shù)，培養(yǎng)相關(guān)失效仿真分析的專業(yè)應(yīng)用人才，為企業(yè)產(chǎn)品可靠性方面的研發(fā)和科研院所相關(guān)研究工作的深入提供有力的技術(shù)支撐。
三、參加對象
1) 對斷裂力學(xué)和損傷力學(xué)以及ABAQUS軟件有應(yīng)用需求的各類工程科研人員，包括但不限于企業(yè)中從事仿真分析的工程師、設(shè)計(jì)師，科研院所的力學(xué)科研人員，高等院校計(jì)算力學(xué)研究生和本科生。
2) 對學(xué)員知識要求：要有基本的彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、有限元、線性代數(shù)的基礎(chǔ)知識，其知識水平應(yīng)相當(dāng)于機(jī)械類高年級本科生水平，否則會影響培訓(xùn)效果。
四、主講專家
清華大學(xué)計(jì)算力學(xué)專業(yè)博士，曾在中國石化石油工程技術(shù)研究院、香港城市大學(xué)機(jī)械工程系從事產(chǎn)品研發(fā)工作，涉及石油、航天航空、汽車、海洋等領(lǐng)域關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、優(yōu)化、失效斷裂等力學(xué)問題，具有豐富的計(jì)算仿真經(jīng)驗(yàn)與工程問題解決能力。
展開 ABAQUS損傷斷裂 (例1) 金屬切割或沙柳切割斷裂 ￥26.67
1)該模型模擬了材料在旋轉(zhuǎn)切割下的損傷斷裂全過程，模型考慮了材料的彈性變形，塑性應(yīng)變，損傷破壞的標(biāo)準(zhǔn)，損傷演化及斷裂的全過程，并考慮了溫度的影響；
2)模型可用于模擬沙柳切割過程，金屬切割過程及材料的損傷斷裂過程。
ABAQUS切片掃描三維重建再生骨料混凝土細(xì)觀損傷斷裂數(shù)值模擬
施加單軸壓縮荷載，動態(tài)追蹤再生混凝土的損傷演化過程，揭示裂紋的萌生及擴(kuò)展機(jī)制。本案例基于真實(shí)結(jié)構(gòu)的三維重建，突破傳統(tǒng)隨機(jī)模型的局限性，為再生混凝土的性能優(yōu)化提供可靠理論依據(jù)。
獲取混凝土內(nèi)部切片圖像數(shù)據(jù)的方法主要有以下兩種：一是X射線斷層掃描（CT/XRM），其原理是利用X射線穿透混凝土試件，通過采集多角度投影數(shù)據(jù)，反演生成三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖像；二是物理切片法，將試件切割成薄片，并對切片進(jìn)行圖像采集。
獲取到試件切片圖像數(shù)據(jù)后，對圖像進(jìn)行預(yù)處理以區(qū)分骨料及砂漿區(qū)域，然后即可在ABAQUS內(nèi)直接采用CT2Model 3D插件將切片圖像進(jìn)行混凝土細(xì)觀模型的三維重建。
由于需要考慮再生骨料及砂漿的細(xì)觀損傷斷裂，因此采用EasyCDP插件分別生成兩種損傷塑性材料模型，砂漿材料20 MPa，再生骨料15.8 MPa，并將CT2Model 3D插件建模時(shí)生成的Section中的空材料替換為CDP材料。
將模型裝配，設(shè)置分析步并施加軸心受壓載荷，需要注意載荷應(yīng)施加到試件成型時(shí)的側(cè)面。
建立并提交作業(yè)，查看模擬結(jié)果。
可觀察到裂紋開展穿過再生骨料。
再生骨料混凝土試件在受壓下的縱向位移。
再生骨料的損傷斷裂。
展開 基于johnson-cook damage損傷模型試樣斷裂簡單模擬 ￥10
johnson-cook damage損傷斷裂模型，模擬試樣拉伸至斷裂的過程，該模型主要設(shè)置好5個(gè)失效參數(shù)d1-d5，熔點(diǎn)溫度，轉(zhuǎn)變溫度，參考應(yīng)變率。損傷演化（類型：位移；軟化：線性；退化：最大；位移失效：xx。將附件中已設(shè)置好的inp，直接導(dǎo)入到ABAQUS中提交運(yùn)算。
【9月20-23日 北京】 nCode DesignLife+Workbench結(jié)構(gòu)疲勞、損傷與斷裂
一、課程背景
結(jié)構(gòu)的損傷、疲勞與斷裂破壞是工程結(jié)構(gòu)遭受往復(fù)載荷引起結(jié)構(gòu)失效的重要因素，該方面的計(jì)算分析越來越受到工程界的重視。特舉辦《ANSYS nCode DesignLife+Workbench結(jié)構(gòu)疲勞、損傷與斷裂數(shù)值計(jì)算方法及其工程應(yīng)用》研修班。該研修班全面系統(tǒng)的講解ANSYS nCode DesignLife軟件疲勞、損傷計(jì)算的原理和ANSYS Workbench斷裂計(jì)算原理，軟件設(shè)置方法以及常見問題的解決方法，重點(diǎn)講解材料疲勞曲線，載荷譜的處理方法，有限元結(jié)果的使用，應(yīng)力疲勞，應(yīng)變疲勞，多軸疲勞，蠕變疲勞，振動疲勞，斷裂參數(shù)計(jì)算，界面開裂模擬，裂紋擴(kuò)展計(jì)算，擴(kuò)展有限元，疲勞裂紋擴(kuò)展壽命分析等內(nèi)容，使學(xué)員理解損傷、疲勞和斷裂計(jì)算的相關(guān)概念和原理，同時(shí)也幫助工程師在最短時(shí)間內(nèi)掌握軟件的使用方法，提升解決實(shí)際問題的能力，提高新產(chǎn)品設(shè)計(jì)與評估的能力。
二、時(shí)間及地點(diǎn)
2019年9月20日-9月23日 北京
（第一天報(bào)到，授課3天）
三、主講專家
該課程講師，副教授，博士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)，擅長工程數(shù)值分析，14年仿真分析經(jīng)驗(yàn)；仿真領(lǐng)域涉及結(jié)構(gòu)靜、動力計(jì)算，結(jié)構(gòu)疲勞、損傷與斷裂，計(jì)算流體力學(xué)，流固耦合及多物理場耦合數(shù)值模擬，轉(zhuǎn)子及多體動力學(xué)，工程傳熱與熱應(yīng)力計(jì)算，爆炸與沖擊力學(xué)，Ansys二次開發(fā)等。發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇，申請發(fā)明專利2項(xiàng)。培訓(xùn)70多場次，學(xué)員上千人。
展開 為什么損傷和斷裂這么難？
為什么損傷和斷裂這么難？第一 我覺得是材料的隨機(jī)性導(dǎo)致表征的困難，第二尺度跨度導(dǎo)致模擬和實(shí)驗(yàn)的難度，第三是我心里感覺真的難
ABAQUS基于CT掃描重建與CDP模型的混凝土細(xì)觀損傷斷裂三維數(shù)值模擬
本案例介紹采用CDP材料對三維重建的混凝土細(xì)觀模型進(jìn)行損傷斷裂數(shù)值模擬有限元分析。
ABAQUS模型重建完成后，在屬性里建立骨料、砂漿、ITZ材料參數(shù)，并替換截面內(nèi)原有的空材料，這里砂漿及ITZ可使用EasyCDP插件直接生成混凝土損傷塑性材料，由于不考慮骨料的損傷破壞，因此不必設(shè)置骨料的損傷參數(shù)。
將混凝土細(xì)觀部件進(jìn)行裝配，添加分析步，并在載荷中設(shè)置受壓載荷。
建立并提交作業(yè)，查看最終的模擬結(jié)果。
ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構(gòu)機(jī)在砂漿環(huán)境下掘進(jìn)的巖石破碎模擬 ￥66.67
ABAQUS損傷斷裂(例2) 盾構(gòu)機(jī)在砂漿環(huán)境下掘進(jìn)的巖石破碎模擬
采用顯示動力學(xué)分析：
該模型模擬盾構(gòu)機(jī)在砂漿中掘進(jìn)的巖石破碎，采用耦合歐拉拉格朗日法模擬砂漿環(huán)境下，盾構(gòu)機(jī)刀盤與巖石之間的相互作用，巖石應(yīng)力達(dá)到破碎時(shí)采用單元?jiǎng)h除技術(shù)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(gòu)機(jī)刀盤為拉格朗日體，其中盾構(gòu)機(jī)刀盤模擬為剛體。
所建模型：
模擬的盾構(gòu)機(jī)刀盤及所切割的巖石
刀盤及巖石的邊界條件
盾構(gòu)機(jī)刀盤及所切割巖石的單元?jiǎng)澐?盾構(gòu)機(jī)刀盤及巖石所處砂漿環(huán)境的網(wǎng)格劃分
模擬的結(jié)果：
掘進(jìn)時(shí)的動態(tài)效果（隱藏泥漿及盾構(gòu)機(jī)刀盤）
模擬后的結(jié)果（隱藏泥漿及盾構(gòu)機(jī)刀盤）
隱藏掉泥漿及盾構(gòu)機(jī)刀盤后巖石破碎時(shí)的應(yīng)力分布
隱藏掉泥漿及盾構(gòu)機(jī)刀盤后巖石破碎時(shí)的等效塑性應(yīng)變分布
模擬動態(tài)效果圖（展示成無網(wǎng)格的半模型，含泥漿）
砂漿及巖石在盾構(gòu)機(jī)擾動下的應(yīng)力分布圖
砂漿及巖石在盾構(gòu)機(jī)擾動下的等效塑性應(yīng)變分布圖
展開 COMSOL混凝土細(xì)觀單軸拉伸斷裂模擬基于相場損傷模型
相場斷裂理論
現(xiàn)階段在有限元框架下模擬裂紋擴(kuò)展的數(shù)值分析方法主要有單元?jiǎng)h除法、界面單元法、擴(kuò)展有限元 (XFEM)等；相場理論是通過在尖銳裂縫擴(kuò)展的邊界引入0~1的相場來反映材料的損傷或斷裂程度，通過相場的控制方程來實(shí)現(xiàn)變量的演化。相場 (phase-field) 斷裂模型是一種彌散式裂紋模型，是基于傳統(tǒng) Griffith理論, 通過能量平衡理論研究裂紋的擴(kuò)展行為，與其他斷裂理論相比，相場理論具有便于描述裂紋的形成、分岔等復(fù)雜情況，網(wǎng)格敏感性較小等優(yōu)點(diǎn)。
模型樣圖
建模采用的CAD模型樣圖可在下面鏈接下載：
https://www.yqgqt.org.cn/post/1787116
展開 
【4月17-21日 北京】ANSYS Workbench結(jié)構(gòu)損傷、疲勞與斷裂數(shù)值計(jì)算方法與工程應(yīng)用
背景
結(jié)構(gòu)的損傷、疲勞與斷裂破壞是工程結(jié)構(gòu)遭受往復(fù)載荷引起結(jié)構(gòu)失效的重要因素，該方面的計(jì)算分析越來越受到工程界的重視。為使學(xué)員理解損傷、疲勞和斷裂計(jì)算的相關(guān)概念和原理，同時(shí)也幫助工程師在最短時(shí)間內(nèi)掌握軟件的使用方法，提升解決實(shí)際問題的能力，提高新產(chǎn)品設(shè)計(jì)與評估的能力。特舉辦“ANSYS Workbench結(jié)構(gòu)損傷、疲勞與斷裂數(shù)值計(jì)算方法與工程應(yīng)用”培訓(xùn)。該課程全面系統(tǒng)的講解nCode DesignLife軟件疲勞、損傷計(jì)算的原理和ANSYS Workbench斷裂計(jì)算原理，軟件設(shè)置方法以及常見問題的解決方法，重點(diǎn)講解材料疲勞曲線，載荷譜的處理方法，有限元結(jié)果的使用，應(yīng)力疲勞，應(yīng)變疲勞，振動疲勞，斷裂參數(shù)計(jì)算，界面開裂模擬，裂紋擴(kuò)展計(jì)算，疲勞裂紋擴(kuò)展壽命分析等內(nèi)容。詳情請參見第四部分“內(nèi)容大綱”。
時(shí)間地點(diǎn)
時(shí)間： 2019年4月17日-4月21日（第一天報(bào)到，授課4天）
地點(diǎn)：北京
主講專家
該課程講師，副教授，博士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)，擅長工程數(shù)值分析，14年仿真分析經(jīng)驗(yàn)；仿真領(lǐng)域涉及結(jié)構(gòu)靜、動力計(jì)算，結(jié)構(gòu)疲勞、損傷與斷裂，計(jì)算流體力學(xué)，流固耦合及多物理場耦合數(shù)值模擬，轉(zhuǎn)子及多體動力學(xué)，工程傳熱與熱應(yīng)力計(jì)算，爆炸與沖擊力學(xué)，ansys二次開發(fā)等。發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇，申請發(fā)明專利2項(xiàng)。培訓(xùn)70多場次，學(xué)員上千人。
內(nèi)容大綱
報(bào)名費(fèi)用
標(biāo)準(zhǔn)費(fèi)用：4980元/人，食宿可統(tǒng)一安排，費(fèi)用自理。
展開 【螺栓斷裂】Abaqus韌性損傷與剪切損傷準(zhǔn)則---{ 問題答疑 +工程案例 + 模型文件 } ￥99.9
Abaqus中韌性金屬失效分析需要定義c點(diǎn)的損傷初始化準(zhǔn)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(dá)到d點(diǎn)，材料失效，失去承載能力。
圖1-韌性金屬的全載荷區(qū)間應(yīng)力-應(yīng)變曲線
圖2-韌性金屬的損傷準(zhǔn)則
ABAQUS為韌性金屬提供不同的損傷初始化準(zhǔn)則，大致分為兩種類型：
金屬裂紋的損傷初始化準(zhǔn)則，包括韌性準(zhǔn)則（ductile damage、Johnson-Cook damage）和剪切準(zhǔn)則（shear damage）。也就是圖2中紅框內(nèi)的三個(gè)準(zhǔn)則，它們都屬于金屬承載后產(chǎn)生裂紋的準(zhǔn)則。
金屬板的徑縮不穩(wěn)定損傷初始化準(zhǔn)則，包括幾種成形極限圖，用于評估鈑金件的可成形性。也就是紅框外的幾個(gè)準(zhǔn)則，不在本文討論范圍。
圖3-漸進(jìn)損傷失效分類【摘自Abaqus材料本構(gòu)模型導(dǎo)圖，完整版鏈接】
····································常見問題解答····································
······Q1: 韌性準(zhǔn)則和剪切準(zhǔn)則有何不同？
······A1: 韌性金屬開裂有兩種主要機(jī)理，基于唯象觀察，仿真模擬這兩種機(jī)理時(shí)用到不同的損傷起始準(zhǔn)則（hooputra2004）：
機(jī)理1，由于內(nèi)部（微裂紋）的成核、生長和孔隙的聚集產(chǎn)生的韌性斷裂，這種情況下ductile damage、Johnson-Cook damage兩種韌性準(zhǔn)則是適用的，常見于拉伸工況。
圖4-機(jī)理1韌性斷裂
機(jī)理2，由于剪力帶局部化產(chǎn)生的剪切斷裂，這時(shí)shear damage比較適合，常見于剪切工況。
展開 輕骨料混凝土細(xì)觀損傷演化分析
輕骨料混凝土細(xì)觀損傷演化分析
1研究現(xiàn)狀
混凝土材料的準(zhǔn)脆性斷裂破壞是裂紋萌生、穩(wěn)定擴(kuò)展和失穩(wěn)擴(kuò)展的過程。為描述和分析混凝土的斷裂行為，1961年，Kaplan［1］開始將線彈性斷裂力學(xué)方法引入到了混凝土結(jié)構(gòu)的分析中。由于混凝土存在應(yīng)變軟化現(xiàn)象，混凝土出現(xiàn)裂縫后，骨料與砂漿間仍存在著齒合的粘結(jié)效應(yīng)，且混凝土的微觀裂縫和亞臨界裂縫尺寸相較于一般的金屬材料大幾個(gè)量級，故彈塑性斷裂力學(xué)的COD和J積分理論亦不適用于描述混凝土在細(xì)觀尺度上的斷裂損傷［2］。
近年來在細(xì)觀尺度上通過數(shù)值模擬來分析和研究混凝土的宏觀斷裂逐漸成為熱點(diǎn)。目前國內(nèi)外學(xué)者提出了許多用于模擬混凝土斷裂損傷過程的細(xì)觀力學(xué)模型，主要分為連續(xù)和非連續(xù)裂縫模型兩類［3-4］。經(jīng)典連續(xù)裂縫模型包括彌散裂紋模型［5］、鈍裂縫帶模型［6］、旋轉(zhuǎn)裂縫模型［7］等。經(jīng)典的非連續(xù)裂縫模型包括格構(gòu)模型［8］、剛體彈簧模型［9］、隨機(jī)力學(xué)特征模型［10］等。這些裂縫模型均難以對混凝土內(nèi)部裂縫的萌生、擴(kuò)展以及貫通的全過程進(jìn)行直觀展示，且模型網(wǎng)格敏感性較大，收斂性較差。內(nèi)聚力模型因能克服上述缺陷，是目前模擬材料斷裂使用較多的模型。
輕骨料混凝土具有輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱性能好、抗火性好和抗震性能良好等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前已成為僅次于普通混凝土用量最大的一種新型混凝土，得到了國內(nèi)外的廣泛應(yīng)用，國內(nèi)外對輕骨料混凝土的力學(xué)性能、耐久性能等開展了較為廣泛的試驗(yàn)研究，而有關(guān)輕骨料混凝土細(xì)觀層次上斷裂損傷演化分析和數(shù)值模擬研究仍然很少。基于連續(xù)損傷力學(xué)的內(nèi)聚力模型是采用在實(shí)體單元之間嵌入內(nèi)聚力單元的方法來模擬損傷以及斷裂行為。目前采用內(nèi)聚力模型來模擬輕骨料混凝土單軸拉壓下損傷斷裂行為的還未見相關(guān)報(bào)道。
展開 材料的疲勞損傷與斷裂 ￥5
材料的疲勞損傷與斷裂
