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為此，將之前計(jì)算的結(jié)果用于所研究的兩種設(shè)計(jì)，以確定蠕變損傷情況。最終使用疲勞-蠕變相互作用的非線性模型可以在一定的可信度下評(píng)估歧管受到該典型負(fù)載時(shí)的壽命。

本文使用ANSYS Workbench對(duì)固定機(jī)翼進(jìn)行疲勞計(jì)算，不涉及ACP鋪層，ACP鋪層后無(wú)法進(jìn)行疲勞計(jì)算。需要機(jī)翼ACP鋪層強(qiáng)度校核對(duì)應(yīng)模型文件和視頻，請(qǐng)選擇其他對(duì)應(yīng)的付費(fèi)文檔或者聯(lián)系作者獲得。 疲勞設(shè)置曲線 壽命圖及損傷圖，后文及視頻中具有詳細(xì)解釋，該處僅為結(jié)果展示。

完成結(jié)構(gòu)分析后，進(jìn)入DesignLife計(jì)算疲勞。 使用workbench的疲勞工具也可以計(jì)算部件疲勞，但是只能查看一個(gè)部件的疲勞壽命或者損傷，不能計(jì)算多個(gè)工況的疊加疲勞損傷情況。但是使用該疲勞工具計(jì)算疲勞問(wèn)題，非常直觀易懂，可以作為初級(jí)疲勞計(jì)算案例使用，有助于理解SN曲線、載荷系數(shù)、應(yīng)力比、應(yīng)力選擇等相關(guān)疲勞概念。

Step2：疲勞計(jì)算 基于材料的 S-N 曲線和 Miner累積損傷準(zhǔn)則，用N-code應(yīng)力疲勞分析求解器求解， 選擇 Goodman 修正法對(duì)疲勞平均應(yīng)力進(jìn)行修正，最終獲得定頻振動(dòng) 3 個(gè)振動(dòng)方向疊加的結(jié)構(gòu)損傷云圖。

本構(gòu)模型的實(shí)現(xiàn)算法摘抄自DeBorst的書籍《Nonlinear Finite Element Analysis of Solids and Structures》，基本如下： 為了簡(jiǎn)化模型，筆者將書中損傷部分做了簡(jiǎn)化，不再采用損傷屈服面進(jìn)行判定。損傷影子w的計(jì)算直接由塑性等效應(yīng)變確定。

Ds是剪切引起的損傷，作者把原始的體積分?jǐn)?shù)等效為損傷系數(shù)，該損傷系數(shù)由孔洞損傷和剪切損傷兩部分組成，孔洞損傷部分遵循原始的GTN模型，Ds損傷表示為可以看到該模型的適用性極好，且更加符合剪切損傷的特征，下圖是該模型預(yù)測(cè)純壓縮狀態(tài)下金屬的損傷以上是GTN模型以及其剪切修正模型對(duì)應(yīng)的介紹下圖展示abaqus內(nèi)置的GTN模型與編寫的GTN模型以及NH修正模型，zhou

</p><h2>1 線性損傷模型與塑性模型</h2><p>本節(jié)簡(jiǎn)要介紹構(gòu)成混凝土塑性損傷模型的線性損傷模型與塑性模型(Hibbitt等，2003)。

基于usdfld的內(nèi)聚力疲勞模型之前在Abaqus Cohesive單元的疲勞UMAT － 技術(shù)鄰 (jishulink.com) 上介紹了通過(guò)umat子程序來(lái)編寫內(nèi)聚力疲勞本構(gòu)，實(shí)現(xiàn)裂紋疲勞擴(kuò)展的方法。在實(shí)際計(jì)算中經(jīng)常出現(xiàn)不收斂的情況，因此重新編寫了雙線性本構(gòu)下的usdfld內(nèi)聚力疲勞子程序。

要將損傷模型實(shí)現(xiàn)到有限元模擬中，必須考慮兩個(gè)方面。一是定義單元何時(shí)啟動(dòng)損傷，另一個(gè)是在損傷啟動(dòng)后單元中的應(yīng)力如何演化。這篇文章詳細(xì)介紹了韌性損傷模型的這兩個(gè)方面。延性損傷準(zhǔn)則這是一種基本的損傷模型，用于使用單軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)定義金屬的斷裂。在韌性金屬中，斷裂是由孔洞的形成、擴(kuò)展和合并引起的。

非局部損傷模型：在傳統(tǒng)的局部損傷模型中，每個(gè)元素只考慮其自身的損傷行為。而在非局部損傷模型中，每個(gè)元素的損傷行為受到其周圍元素的影響。

本文參考了十篇左右文章，基于Abaqus/Explicit，建立了復(fù)合材料漸進(jìn)損傷本構(gòu)模型并編寫了VUMAT子程序，包括彈性階段、基于應(yīng)力的三維HASHIN初始損傷準(zhǔn)則、線性損傷演化。計(jì)算流程如下圖所示。

要將損傷模型實(shí)現(xiàn)到有限元模擬中，必須考慮兩個(gè)方面。一是定義單元何時(shí)啟動(dòng)損傷，另一個(gè)是在損傷啟動(dòng)后單元中的應(yīng)力如何演化。這篇文章詳細(xì)介紹了韌性損傷模型的這兩個(gè)方面。延性損傷準(zhǔn)則這是一種基本的損傷模型，用于使用單軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)定義金屬的斷裂。在韌性金屬中，斷裂是由孔洞的形成、擴(kuò)展和合并引起的。

圖6 修正JHB損傷參數(shù)后的求解結(jié)果 根據(jù)3種本構(gòu)模型的損傷失效公式可知，本質(zhì)上DP和JH-2本構(gòu)是一種累積損傷失效模式，即理解為不同的損傷程度對(duì)應(yīng)不同的應(yīng)力壓力關(guān)系曲線，在損傷過(guò)程中對(duì)應(yīng)的曲線是不斷產(chǎn)生變化的，變化的過(guò)程是連續(xù)函數(shù)；而JH-1和JHB本構(gòu)模型在不同損傷程度時(shí)，僅對(duì)應(yīng)兩種狀態(tài)，即完整和失效兩種狀態(tài)，類似數(shù)字電路中的0、1，是不連續(xù)的間斷函數(shù)。

針對(duì)裂隙多孔介質(zhì)流體注入引起天然裂隙的激活，巖石產(chǎn)生新損傷形成水力裂縫，本案例建立了裂隙多孔介質(zhì)流固耦合-損傷模型，實(shí)現(xiàn)如下功能：（1）采用comsol with matlab建立隨機(jī)天然裂隙網(wǎng)絡(luò)幾何模型；（2）針對(duì)天然裂隙，建立裂隙模型，考慮其變形過(guò)程對(duì)裂縫寬度和滲透率的影響，可得到裂隙寬度分布；（3）考慮損傷演化過(guò)程和流固耦合作用，巖石孔隙度和滲透率隨著損傷和應(yīng)力大小變化

模型簡(jiǎn)介：考慮熱流固-損傷耦合效應(yīng)，本案例建立了水力裂縫擴(kuò)展模型，假設(shè)材料楊氏模量和抗拉強(qiáng)度滿足weibull分布，邊界施加應(yīng)力條件，可運(yùn)用于如下場(chǎng)景：1、干熱巖儲(chǔ)層壓裂，流體介質(zhì)可選擇水和二氧化碳，實(shí)現(xiàn)壓裂過(guò)程裂縫動(dòng)態(tài)擴(kuò)展模擬；2、干熱巖儲(chǔ)層采熱開發(fā)，分析熱流固-損傷耦合效應(yīng)對(duì)采熱的影響；3、深部頁(yè)巖儲(chǔ)層壓裂，實(shí)現(xiàn)水和二氧化碳?jí)毫蚜芽p擴(kuò)展模擬；4、其他熱流固耦合問(wèn)題。

Johnson-cook 損傷起始準(zhǔn)則是延性損傷準(zhǔn)則模型的一個(gè)特例，用于預(yù)測(cè)延性金屬中孔洞的形核、生長(zhǎng)和聚結(jié)導(dǎo)致的損傷起始。該模型假設(shè)損傷開始時(shí)的等效塑性應(yīng)變是應(yīng)力三軸性和應(yīng)變率的函數(shù)。同時(shí)可以考慮溫度的影響。包含的材料參數(shù)有：失效相關(guān)參數(shù)：d1-d5。