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[断裂与失效] 【cohesive设定讨论】应力-位移曲线与fracture energy设置

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发表于 2011-10-28 09:13:06 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 北京科技大学
本帖最后由 wulffer 于 2011-10-28 09:46 编辑

做cohesive element的时候,要设定cohesive materials的Maxs damage以及traction elastic的值,还有damage evolution的fracture energy等值。



个人理解:
1. elastic中定义的是断裂之前的弹性行为,即应力-位移曲线(当initial thickness=1时与应力-应变曲线等效)弹性变形的斜率;
2. Maxs damage设置的是断裂起始应力,即应力-位移曲线的damage initial的位置

3. 而damage evolution定义的是从断裂起始到完全断裂(SDEG=1)的裂纹扩展行为。fracture energy可以从应力-位移曲线算出,即应力0位移曲线中减去弹性部分的积分,Abaqus的Theory manual 4.5.1 讨论了Crack detection anddamaged elasticity。

Manual给出的典型的混凝土的fracture energy的值:
Typical values of file:///C:/DOCUME%7E1/wulffer/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image001.gifrange from 40 N/m(0.22 lb/in) for a typical construction concrete (with file:///C:/DOCUME%7E1/wulffer/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif 20 MPa, 2850 lb/in2)to 120 N/m (0.67 lb/in) for a highstrength concrete (with file:///C:/DOCUME%7E1/wulffer/LOCALS%7E1/Temp/msohtml1/01/clip_image002.gif 40 MPa, 5700 lb/in2).

见图一目了然。



            



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 楼主| 发表于 2011-11-1 22:24:00 | 显示全部楼层 来自 北京科技大学
Simdroid开发平台
本帖最后由 wulffer 于 2011-11-1 22:26 编辑
C.DRAGON.W 发表于 2011-10-29 15:04
cohesive element没研究过,楼主,图中的横坐标位移是指什么?是拉伸曲线?还是裂纹的位移?initial thickn ...

图中的横坐标是位移,曲线是实验获得的,可见这个帖子
http://forum.simwe.com/thread-1006796-1-1.html
initial thickness是在定义cohesive的section的时候给的,我认为就是constitutive thickness。
在用offset mesh生成cohesive element的时候输入的那个total thickness是geometric thickness。
关于geometric thickness和constitutive thickness你可以参考这个帖子:http://forum.simwe.com/forum.php ... 2BSeparation%2BLaws

零厚度cohesive element的 geometric thickness设为0,constitutive thickness (即initial thickness)为1。

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发表于 2011-10-28 11:16:12 | 显示全部楼层 来自 江苏苏州
怎么还没有人讨论呢?我先顶起吧~
我也是刚刚接触cohesive,还在调我的模型,fracture energy还没细抠,一直就是线性下降。不过提到fracture energy,我不知道楼主有没有看过dava传得资料(http://forum.simwe.com/forum.php ... t=review%2Bcohesive),我在刚接触的时候下载资料看过,在review中有个版块是讨论cohesive curve shape in cohesive zone modeling的,讨论了直线、抛物线、正弦、指数四个curve shape,得到的结论是T-S law的形状对crack fracture的影响很大,我不是特别理解这里面说的,不知道楼主对cohesive curve shape的理解,希望大家能讨论讨论。
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 楼主| 发表于 2011-10-28 11:36:25 | 显示全部楼层 来自 北京科技大学
hongjian 发表于 2011-10-28 11:16
怎么还没有人讨论呢?我先顶起吧~
我也是刚刚接触cohesive,还在调我的模型,fracture energy还没细抠,一 ...

dava的资料我还没看过,下载了慢慢看。

你说的“线性下降”等是不是如果是指 开始断裂到断裂结束的那段应力-位移曲线吗?如果是指的这个,那肯定是与材料有关的,比方说: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。
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发表于 2011-10-28 11:45:37 | 显示全部楼层 来自 上海
刚开始做xfem时也碰到过这些参数,不晓得该如何设定,于是就拿着尺对着材料的损伤曲线一点一点量出了面积作为断裂能。貌似损伤系数D也是蛮有意思的一个定义,当D=0时开始损伤,D=1时完全损伤。
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 楼主| 发表于 2011-10-28 17:21:12 | 显示全部楼层 来自 北京科技大学
rosepianist 发表于 2011-10-28 11:45
刚开始做xfem时也碰到过这些参数,不晓得该如何设定,于是就拿着尺对着材料的损伤曲线一点一点量出了面积作 ...


σ=(1-D)K u
σ为应力,K为刚度或模量,u为位移。
这么说D应该是结果输出的值
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发表于 2011-10-29 15:04:00 | 显示全部楼层 来自 北京
本帖最后由 C.DRAGON.W 于 2011-10-29 15:06 编辑

cohesive element没研究过,楼主,图中的横坐标位移是指什么?是拉伸曲线?还是裂纹的位移?initial thickness=1这是什么意思?cohesive element中的fracture energy和XFEM中的fracture energy一样么?谢谢。
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发表于 2013-11-15 10:15:16 | 显示全部楼层 来自 大连理工大学
感觉不应该是应力位移曲线,弹性部分,也就是前面直线的斜率,如果是应力应变曲线才是elastic,应力位移曲线也是吗?不太懂,求解
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发表于 2013-11-20 15:47:59 | 显示全部楼层 来自 大连理工大学
fracture energy 和断裂力学中的能量释放率G是个什么关系?
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发表于 2015-12-10 09:02:35 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
此问题值得讨论,尤其是这些参数的物理意义,及其测量方法的解释,有相关的论文可以传上来
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发表于 2015-12-10 09:08:32 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
noway1223 发表于 2013-11-15 10:15
感觉不应该是应力位移曲线,弹性部分,也就是前面直线的斜率,如果是应力应变曲线才是elastic,应力位移曲 ...

此处设计到模型厚度与真实厚度的关系了,看楼主发的链接,里面有解释的,当真实厚度为1时,就是相等的
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