Brittle Crack
關注創建者：simulia1993 創建時間：2018-07-13
Brittle Crack的視頻教程
ABAQUS-鋼球沖擊玻璃模擬（brittle cracking）
矩形玻璃采用shell單元，四周固支，玻璃定義了brittle cracking 開裂模型。輸出能量曲線，結果可以看到裂縫擴展過程。
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ABAQUS-裂紋擴展-玻璃杯跌落碰撞破碎仿真
裂紋 碰撞 破碎 跌落 Brittle Cracking 脆性開裂 該視頻提供inp文件，但建議按照視頻步驟自己操作學習 inp文件已放附件處，需要的同學請自取 另，麻煩點個關注，非常感謝
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Brittle Crack的實例教程
1 概述
本帖嘗試就BRITTLE CRACKING 模擬脆斷。 雖然BRITTLE CRACKING主要用于混凝土的斷裂分析，現在也逐漸應用到陶瓷等其他脆性材料的斷裂分析。
2 設置
除了密度和彈性模量，需要設置材料的破壞參數，比如brittle cracking中的brittle failure 和brittle shear
brittle cracking 指定材料的拉伸強度（抗拉強度sigma-u）；
brittle shear 指定材料到達拉伸強度之后材料軟化的規律（指數形式，直線下降等）；
brittle failure 指定材料的斷裂韌性的一個指標，一般在E-5量級。
3 cae
zhijia.part1.rar
zhijia.part2.rar
4 inp
c.part1.rar
c.part2.rar
5 說明
能模擬 雖然是很多新手熱衷于追求的結果，但是“能模擬”僅僅是萬里長征第一步，
是否模擬得準確（means相對準確），與實驗是否相符，那才是終極目的。比如這個模擬，抗拉強度是我自己假設的，而且我也假設材料為純脆性的。
結果顯示有2處斷裂，與實驗應該出入很大。
另外，如果結果不好，還要注意檢查下網格。斷裂分析是嚴重非線性問題，網格對結果影響很大。這個模型來自第一個鏈接的孤立網格，我無法修改網格，
就湊合著用這個四面體網格算出來的。
6 常見問題之一：
注意要在step---fieldoutput 設置單元刪除，隱藏失效單元.
7 動畫
展開 brittle cracking主要用于模擬一些脆性材料
其中幫助文檔23.6.2 Cracking model for concrete部分詳細講述了brittle cracking的應用及參數含義
在此簡單介紹一下，有想學習的可以一起探討：
在此上傳一個簡單的模型圖及結果吧，由于這里涉及很多細節問題，不再一一描述，每個參數的變化、網格密度的改變都會影響開裂，一些基本的簡單規律如下（這些規律很好理解，主要是跟參數的含義有關），大家可以在調試的時候參考，做有限元還是得自己多調試，多摸索。
1 失效應變或位移越大，小球沖擊后單元失效越多 2 剪切保留因子越小，小球沖擊后單元失效越多 3 斷裂應力或斷裂能越小，小球沖擊后失效單元越多
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以上三種情況與二維模型下的分析類似，因此可以得出以下結論：
abaqus2020-二維/三維-顯示分析-單元刪除法模擬裂紋：
僅采用通用接觸時出現明顯穿透；
僅采用接觸對接觸時模型中出現少許穿透；
同時采用通用接觸+接觸對接觸時模型中無明顯穿透（最佳）；
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附上三維模型文件及結果圖：
model:
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，僅采用通用接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，僅采用接觸對接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，同時采用接觸對接觸+通用接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-接觸對+通用接觸-brittle cracking.rar
abaqus2020-三維-顯示分析-僅接觸對接觸-brittle cracking.rar
abaqus2020-三維-顯示分析-僅通用接觸-brittle cracking.rar
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展開 brittle cracking的地方它主要設定了就是四個參數。可以把它想象成是我們前面以前在做plastic 時候一樣，它的應力跟應變。應力前面算出來的平均值是抗拉強度是57MPa，那應變就設成零。下一個狀態就是兩個點，第一個點就是說應力會歸零，他的這個cracking strain就是e-5，可以回到上圖所示兩個點。這兩個點，一個點是在上方的57平均值，然后對應到的cracking strain，可以把它想成是plastic strain就是零。
第二個點就是在下方應力已經是零，他的cracking strain是e-5。
它還有另外一個設定，就是suboption里面有一個shear，這個shear主要是講剪切方向，剪切方向可以用retention factor 的方式來做定義。這里的shear retention factor 可以看到是1跟0，因為它是一個skill factor，這個1 的意思就是說等同于抗拉強度57，它只是一個比例因子而已。那cracking strain一樣是0跟e-5，這是因為沒有做這種剪切的實驗，所以就假設它是跟這個抗拉的這個強度是一樣的。
除了brittle cracking跟brittle shear之外，還必須另外去設定brittle failure。brittle failure。Failure criterion選擇unidirectional意思是當任一方向都達到cracking strain 的時候，那元素勁度就會歸為零，而且會移除元素。所以不管是拉力方向或是剪力方向，只要達到抗拉強度，那就會把這個元素移除，這邊的這個 failure strain，我們也是跟前面一樣設成e-5。
展開 ABAQUS2020-二維-顯示分析-通用接觸-帶與不帶coh模型驗證.rar
例子1：不帶任何損傷的一個沖擊模型，下面是變形過程
例子2：模型中心線處插入coh的一個帶損傷的沖擊模型，下面是變形過程
例子3：模型全部插入coh的一個帶損傷的沖擊模型，下面是變形過程
例子4：使用brittle cracking模擬沖擊開裂
當小球接觸表面后一段時間，表面層單元損傷后，發生了穿透現象！！！難道是因為brittle cracking損傷后單元刪除，小球與基體內部單元之間的接觸沒有成功建立？待進一步研究。
由于批量插入coh單元模擬沖擊開裂時，通用接觸都能正確建立，但是使用brittle cracking單元刪除法模擬沖擊開裂時卻不能有效建立沖頭與基體內單元之間的接觸，而兩種方法的區別是批量嵌入coh模型的相鄰實體單元不是共用一個面，而使用brittle cracking單元刪除法模擬開裂的模型中相鄰實體單元是共用一個面。由此看來，應該是相鄰實體單元共用一個面的時候，基體內部實體單元不被識別為外部面，而是內部面，所以沖頭與基體內部實體單元間的接觸不能正常建立。
總結：達索公司此項功能的加入為模型的簡化分析提供了不少便利，再也不用擔心采用二維模型后接觸的設置了，點贊！
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進一步地，這5種機制可基于圖3所示的5類磨損過程進行組合，包括：(a) 脆性破裂（Brittle cracking）、(b) 延性流動（Ductile flow）、(c) 化學反應（Chemical reactions）、(d) 熱效應（Heat）、(e) 濺射（Sputtering）。
圖2.
進一步地，這5種機制可基于圖3所示的5類磨損過程進行組合，包括：(a) 脆性破裂（Brittle cracking）、(b) 延性流動（Ductile flow）、(c) 化學反應（Chemical reactions）、(d) 熱效應（Heat）、(e) 濺射（Sputtering）。
圖2.
本節主要講一下brittle cracking。brittle cracking主要是用來描述脆性材料，包含混凝土、玻璃。這個材料模型的只能用在abaqus的explicit模塊，主要用于tensile cracking，假設壓縮的部分是線彈性材料，只能跟線彈性材料來做搭配使用。
cracking）模擬裂紋，僅采用通用接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，僅采用接觸對接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-單元刪除法（brittle cracking）模擬裂紋，同時采用接觸對接觸+通用接觸時，
abaqus2020-三維-顯示分析-接觸對+通用接觸-brittle cracking.rar
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸+接觸對-brittle cracking-無穿透.rar
ABAQUS斷裂模擬收徒 ，快速學會各種ABAQUS斷裂模擬方法 **/人（將有機會享有各種插件以及程序，價值**、專門定制視頻、全程親自教學、各種模型調試及解答問題等等，傾囊相教）
例子：模型僅采用了通用接觸，采用了brittle cracking單元刪除法模擬開裂，結果出現了明顯穿透
abaqus2020-二維-顯示分析-通用接觸-brittle cracking-穿透.rar
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難道是因為brittle cracking損傷后單元刪除，小球與基體內部單元之間的接觸沒有成功建立？待進一步研究。
brittle cracking主要用于模擬一些脆性材料
其中幫助文檔23.6.2 Cracking model for concrete部分詳細講述了brittle cracking的應用及參數含義
在此簡單介紹一下，有想學習的可以一起探討：
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脆性材料采用Brittle Cracking的失效準則，模擬出筒蓋破損的狀態如圖8所示。
6、結論
通過計算比較，ABAQUS有限元軟件在模擬理想氣體狀態方程上，有著很高的可信度，它的模擬結果和理論上的狀態方程基本重合。因此在實際操作中，結合材料的變形和失效，它可以模擬多種情況下的流固耦合問題。
