Abaqus常用损伤分析模型.pdf

Abaqus 常用损伤分析模型 内聚力模型准则 cohesive element 中失效位移 能量 的计算是一个比较复杂的过程 它反映材料在复杂 应力状态下的断裂能量释放率 在这个过程中 通常用到两个重要的准则 指数准则与 BK Benzeggagh Kenane 准则 abaqus 损伤变量计算 dk degradation 中设置为 multiplicative 的损伤变量 dj degradation 中设置为 maximum 的损伤变量 损伤演化 当定义了材料开始损伤的初始情况 而材料的最终失效是当材料的损伤值达到 1 的时候 发生的 这是就需要用户自己来定义材料的损伤演化了 damage evolution 具体定义 材料损伤演化的方式较多 可以在 damage 的 suboption 中看到 一般的类型包括 displacement 与 energy 如果是脆性材料 那肯定是线性下降 如果是金属等塑性很好 的材料 肯定是抛物线下降 直线 抛物线 正弦等这些模型是 abaqus 或者是断裂力学中 用理论去接近实际 裂纹扩展 当材料的能量释放率超过材料自身的断裂能时 裂纹扩展 材料将发生呢个断裂 Cohesive element 一般的 cohesive element 厚度为 0 对于厚度为 0 的单元 实际上是不存在 stress 和 strain 这样的概念的 所以一般都是叫 traction 和 separation 但是 Abaqus 为了使这 两个概念和 stress 和 strain 联系起来 就又引入了 thickness 这个概念 traction thickness stress separation thickness strain 这样当你定义 thickness 1 的时候 traction stress separation strain 就容易理解一点 可以将材料试验里面的 结果放进去 对于 0 厚度单元的 elastic 性质 理论上说 其 Knn Kss Ktt 都应该取无限大 但是取得太大 收敛就很困难 所以一般都将其当作一个罚因子 厚度方向 由于 cohesive element 划分网格时必须用 sweep 一般规定 cohesive element 的厚度方向就是 sweep 的方向 abaqus 中如何根据损伤云图看出裂缝走向 答 Following Lubliner et al 1989 we can assume that cracking initiates at points where the tensile equivalent plastic strain is greater than zero and the maximum principal plastic strain is positive The direction of the vector normal to the crack plane is assumed to be parallel to the direction of the maximum principal plastic strain This direction can be viewed in the Visualization module of Abaqus CAE 即沿着最大主应力方向扩展 Drucker Prager 当内摩擦角 22 时 不能采用 Drucker Prager 模型逼近 Mohr Coulomb 模型 当内摩 擦角 22 时则可以代替 如果是玻璃这种脆性材料 那肯定是线性下降 如果是金属等塑性很好的材料 肯定是 抛物线下降 直线 抛物线 正弦等这些模型是 abaqus 或者是断裂力学中用理论去接近实 际的 但是应力 位移曲线可以通过实验获得 参数如何得到 至今也是一个值得研究的问 题 目前大多用实验和理论公式结合推测 2 damage evolution 结束之后 cohesive element 才宣告完全破坏 因此这个时候才真正断裂 3 fracture energy 的定义 属于断 裂力学的基本概念