单元删除模拟断裂失效实例-----小球冲击铝板

zsq-w

很多人对单元删除实现断裂的模拟有认识误区，以为定义了塑性就能算断裂。 不否认从初学者的角度来说，参数太多，很容易让人手足无措，无从下手。
但是断裂问题本来就是一个非常复杂的问题，控制的材料参数非常多。所以，如果你真的要做断裂分析，一定要好好看看manual里面progressive damge部分。有些软件可能经过简单的定义就能算出结果，但是算出结果是否能用？是否得到科研界和业界人士承认？ 这些年abaqus在科研界的广泛使用，其实能说明一些问题。

这里提供一个铝板被冲击的实例，以前与实验对比过，效果还可以，现在提供inp（实验解就不贴了）。
                                       
                                                            小球冲击模型


几个常见需要注意的问题：
1）本例的小球为了得到等效质量（实际的冲击体只有接触的冲头是圆形的，后面是柱体），没有采用本身密度。 并其后设置为刚体。

2）property
     材料参数是难点。很多人为材料参数哪儿来？ 唯一靠谱的途径是自己做实验，但是大家都知道实验费用不菲而且还不一定有实验条件。所以国内很多simulator其实是找老外做的实验结果。
     对于绝大部分常见材料，冲击模拟所需的材料参数，baidu or google 材料编号+Johnson-Cook 都可以搜到（不过本版还是很多人问某某钢的材料参数，搜索能力啊 ）
   （这个inp里面材料参数来自abaqus manual）另外，实在找不到的材料参数去ls-dyna版逛逛，会有收获的。

3  step--time：动态计算，时间是物理时间。很多人问time设为多少比较合适。现在流行的各种冲击工况，几乎都有现成方法或者经验公式来估算冲击历时。
    如果你实在是没有任何经验和参考数据，可以看看我的经验。
    就梁和板的冲击而言，我个人经验：
    低速冲击无击穿，时间可以用pi*[sqrt（M1+M2/4）/kb] 近似估算. 其中M1是撞击体质量，M2是受撞体质量，Kb是挠曲刚度（薄板取弯曲刚度即可）。
    高速击穿的情况，一般取1-2ms试算，算完一看结果，自然知道如何调整。   

4   网格：接触区域网格必须足够细，不然会出现有些同学反映的问题：网格被拉得很长也不见破坏...

5   step--output在State/Field/User/Time-------status里面打钩，否则失效的单元还是会出现在模型里面。

6   是否取半结构分析：虽然这是一个轴对称问题，但是做断裂分析不要取半结构（也不要用2D的），那样做出来只能被外行人眼羡、被内行人鄙视(虽然他们嘴上可能会留情...)。
     教材上说的对称模型取半结构分析，那是在材料力学、弹性力学or结构力学里面说的，都是只针对弹性小变形，而断裂问题都是严重非线性问题，一般涉及大变形（兼有几何非线性和材料非线性、边界非线性），所以理解知识还是要灵活一点，不要轻率来个教材上说了，老师说了...他们说是说了，但是都是有条件的。


先写这么多，楼下我再补充点儿。


附件：
1   inp文件  
2   载荷-位移曲线
   

3  动画
     

zsq-w

占2楼


这个中面断裂图（注意：是后处理显示剖面，并非在前处理取半结构分析）



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aba版用单元删除做断裂分析的帖子小结：

单元删除的一般方法                               【深入浅出，初学必看】
應用ductile damage的破裂分析               【详细实例】
箱子縮口再封口的例子                            【详细实例】
Abaqus 断裂问题汇总                             【截止2009/5/5】
Abaqus 6.9 Standard中模拟材料失效      【隐式算例】
铝合金板料韧性断裂的问题（夹角）      【实验讨论】
请教关于材料失效的模拟 【见2楼】      【初学必看】
一楼提到manual只必学部分：
Abaqus Example Problems Manual之
2.1.16 Progressive failure analysis of thin-wall aluminum extrusion under quasi-static and dynamic loads
这个是manual里面经典实例，我附上manual里面模拟三点完全断裂的inp：
three point bending_ alextrusion.inp        

zsq-w

ledlau 发表于 2012-6-7 17:19
斑斑，你的大作好经典！
只是有一个地方不太理解，
  奈何在定义BC的时候，有时是一次性把U1/U2/U3/UR1…… ...

纯属个人习惯。

另外，如果在cae里面“一次性把U1/U2/U3/UR1……都约束”，write inp之后再倒入cae会发现BC里面变成了“分别给U1，然后下一个BC再给U2，等等”.

179481883

楼主真大神啊。。 非常感谢您的帮助  再请教下  失效的单元如何统计（就是说知道完成后有多少个单元失效了）
   还有，有没有比较适合冲击失效分析。  和切削加工等过程中刀具材料失效、裂纹扩展、崩刃等的书籍或者资料
        初涉ABAQUS  能得楼主指教  真是感激不尽   

zzlok

zsq-w 感谢你的好帖！

zzlok

zzlok 发表于 2011-10-26 14:58
zsq-w 感谢你的好帖！

zsq-w 版主 你真是热心了，能送各位盟友只需要。我再次说声谢谢您。
以后还得和你多学习。

swd618

楼主大牛啊，下来好好钻研一下！

zsq-w

zzlok 发表于 2011-10-26 15:11
zsq-w 版主 你真是热心了，能送各位盟友只需要。我再次说声谢谢您。
以后还得和你多学习。 ...

过奖过奖。

大家如果还有这方面精彩的链接，可以贴出来，我一起汇总到二楼。

JFish

好贴一定要顶，学习一个先。如果用隐式分析，算到下降段时老是收敛不起来，请版主提点~

zsq-w

JFish 发表于 2011-10-27 11:23
好贴一定要顶，学习一个先。如果用隐式分析，算到下降段时老是收敛不起来，请版主提点~ ...

你用隐式动力分析？

JFish

zsq-w 发表于 2011-10-27 12:46
你用隐式动力分析？

静力分析，软化下降段很难收敛~

zsq-w

JFish 发表于 2011-10-27 15:03
静力分析，软化下降段很难收敛~

隐式静力的断裂我做得少，你可以参考下这个：
Abaqus 6.9 Standard中模拟材料失效 ：http://forum.simwe.com/thread-884952-1-1.html

wulffer

想学习学习单元删除

yyx2116

正在学习用单元删除模拟断裂，谢谢楼主

modeling2005

zsq-w版大，
你提到“接触区域网格必须足够细，不然会出现有些同学反映的问题：网格被拉得很长也不见破坏...”，
请问：网格被拉得很长都不删除，最根本的原因是什么呢？按我的理解，网格被拉得很长，它的应变应该很大（实际不是这样），如果定制应变删除准则，很早就应该被删除了，我的理解不对在哪儿呢？

zsq-w

modeling2005 发表于 2011-12-8 11:48
zsq-w版大，
你提到“接触区域网格必须足够细，不然会出现有些同学反映的问题：网格被拉得很长也不见破坏.. ...

网格被拉得很长并非一定源于网格太粗，但是有时候网格粗可能导致网格被拉得很长也不破坏。

塑性破坏并不依据最大应变准则，比这个复杂点。

jiajianlei

厉害，佩服，热心肠

suluoqing01

zsq-w 发表于 2011-10-26 12:58
占2楼

版主辛苦了！

lipeicheng117

这个正是我目前需要的，谢谢版主

lipeicheng117

zsq-w 发表于 2011-10-27 12:46
你用隐式动力分析？

请问版主，这个例子不需要用到子程序吗？

zsq-w

lipeicheng117 发表于 2012-1-12 16:03
请问版主，这个例子不需要用到子程序吗？

这个用的是abaqus自带的单元删除，无需子程序。

lipeicheng117

zsq-w 发表于 2012-1-16 09:49
这个用的是abaqus自带的单元删除，无需子程序。

嗯，学习了，非常感谢！