XFEM不适用于发生在塑性区的破坏分析

npulgh · 发表于 2012-3-6 21:53:29

本帖最后由 npulgh 于 2012-5-23 13:41 编辑

之前在论坛里看到大师说起XFEM最好用于线弹性材料，可是我最近遇上的问题是绕不过弹塑性而且是大范围塑性这个弯儿的，就用XFEM试了一下，结果是极其欢乐，各种滑稽现象。作为菜鸟我得说主要是我掌握不透彻，滑稽的是本菜。
说说本人用XFEM做弹塑性分析遇到的一些奇怪现象，基本上都是在塑性较大的区域发生节点藕断丝连的问题
硬铝塑性材料，弹塑性，两端拉伸，特别说明，没有设置初始裂纹，形成的裂纹是ABAQUS自动计算产生的，
第一个，最大法向应力判据，右侧其扩展向左侧发展，结果左侧断裂了右侧还连着

第二个用的是最大法向应变判据，注意右边那根丝

对于XFEM应用于弹塑性分析，希望有高见者积极发表，共同学习，共同进步，

这个分析的inp文件找不到了，我传一个基本类似的，只是载荷不同的，

windd37 · 发表于 2012-3-22 11:35:10

楼主现在对这个问题的认识怎样？能否指教一下？

沈阳1002 · 发表于 2012-3-22 19:45:13

希望楼主上传INP文件，大家共同提高

npulgh · 发表于 2012-3-23 19:51:38

沈阳1002 发表于 2012-3-22 19:45
希望楼主上传INP文件，大家共同提高

原来的找不到了，我传一个其他的参考一下吧

suweiguo1985 · 发表于 2012-3-25 21:25:39

你以前施加的载荷是什么载荷？我运行了一下你的input文件，aborded，最小增量步太小？

npulgh · 发表于 2012-3-27 16:13:29

suweiguo1985 发表于 2012-3-25 21:25
你以前施加的载荷是什么载荷？我运行了一下你的input文件，aborded，最小增量步太小？ ...

这个问题我是这么看的，你可以用我的材料参数自己新建一个更简单更单纯的模型，材料参数重点是弹塑性，至于载荷怎么加，给边界加一个位移拉伸就可以了，至于位移多大就得自己去调了，记得把解控制器参数修改一下，把不连续分析选上，把严重不连续迭代次数改一下，
我觉得这个方法不适用的原因之一也在于aborted，我的分析就是完成不了的，但是aborted之前的结果你是可以在后处理中读取的，
如果求解器没启动就aborted了，那就查一下msg文件吧，
我觉得出错的原因应该不在于加载荷的方式，
我加过两种载荷，一个是初始角速度，一个是边界位移，这个在inp文件中能找到，

suweiguo1985 · 发表于 2012-3-27 17:47:50

好的，非常感谢。

i_lovedaisy · 发表于 2012-5-17 08:56:34

我做的一个例子也有类似的情况
裂纹从两边往中间扩展，最后中间的先断，然后两边再断
后来把判据设得大一些断裂能设得小一些
就变成裂纹从两边往中间扩展而且是从两面往重点断了
这个比较好理解
从中间往两边扩展的还是理解不了不知道是参数设置不合理还是这样扩展也是正常现象

npulgh · 发表于 2012-5-22 09:39:22

windd37 发表于 2012-3-22 11:35
楼主现在对这个问题的认识怎样？能否指教一下？

如果材料是线弹性材料，那应该是没问题的，
xfem用于模拟材料非线性问题是不太合适的，比如金属的弹塑性破坏问题，

npulgh · 发表于 2012-5-22 09:55:27

i_lovedaisy 发表于 2012-5-17 08:56
我做的一个例子也有类似的情况
裂纹从两边往中间扩展，最后中间的先断，然后两边再断
后来把判据设得大一些 ...

我怎么觉得应该是从中间向两边扩展好理解呢？
如果是金属塑性材料的话，内部区域就接近于平面应变状态，塑性区小，拉伸时受三向拉伸力，更脆，外部区域接近于平面应力状态，韧性更好，所以空洞先在内部形成，应该是内部先破坏啊，
当然如果考虑表面有缺陷的话那就是两侧向内部扩展了，
不知你用的什么材料，如果材料不是线弹性的，最好不用XFEM，可以考虑用损伤力学的准则，比如适用于金属的Damage For Ductile Metals，XFEM方法还有待改进，目前用来做材料非线性问题似乎不太靠谱，

lungo999 · 发表于 2012-5-22 16:59:27

本帖最后由 lungo999 于 2012-5-22 17:00 编辑

npulgh 发表于 2012-5-22 09:55
我怎么觉得应该是从中间向两边扩展好理解呢？
如果是金属塑性材料的话，内部区域就接近于平面应变状态， ...

对于无notch的试件，应该是从中间向两边扩展的。想问下楼主，是否预设了裂纹，如何设的？

zsq-w · 发表于 2012-5-22 15:05:45

npulgh 发表于 2012-5-22 09:55
我怎么觉得应该是从中间向两边扩展好理解呢？
如果是金属塑性材料的话，内部区域就接近于平面应变状态， ...

这个帖子 里面有个ppt文件，第十九页有别人用钢材拉伸断裂截取的4个图片，可以查看是从外部区域还是从内部开始断裂.

ledlau · 发表于 2012-5-22 22:16:50

lungo999 发表于 2012-5-22 16:59
对于无notch的试件，应该是从中间向两边扩展的。想问下楼主，是否预设了裂纹，如何设的？ ...

外部边界是自由边界
内部区域受力作用还不如说是受应变作用
因而判别断裂从内到外而发生是有一定根据的

lungo999 · 发表于 2012-5-23 08:10:08

本帖最后由 lungo999 于 2012-5-23 08:12 编辑

ledlau 发表于 2012-5-22 22:16
外部边界是自由边界
内部区域受力作用还不如说是受应变作用
因而判别断裂从内到外而发生是有一定根据的 ...

裂纹起点对于有缺口试件和无缺口试件是不一样的，由楼主所示的模型图来看，试件有一个比较大的曲率半径的缺口，但是光圆的那种的，所以这时发生在内部的可能性高些，若曲率半径再减小些，则裂纹应从外部起始。想请教下，楼主用的abaqus为哪个版本的？

npulgh · 发表于 2012-5-23 09:36:53

lungo999 发表于 2012-5-23 08:10
裂纹起点对于有缺口试件和无缺口试件是不一样的，由楼主所示的模型图来看，试件有一个比较大的曲率半径的 ...

6.10版的，

npulgh · 发表于 2012-5-23 09:37:43

lungo999 发表于 2012-5-22 16:59
对于无notch的试件，应该是从中间向两边扩展的。想问下楼主，是否预设了裂纹，如何设的？ ...

没有预设裂纹，裂纹起始位置是ABAQUS自动算的，

lungo999 · 发表于 2012-5-23 09:52:23

npulgh 发表于 2012-5-23 09:37
没有预设裂纹，裂纹起始位置是ABAQUS自动算的，

若可以，是否可以给出cae file，个人也想练习一下。楼主模拟的结果有点奇怪的原因在于断裂准则的选取有问题，因为对于大塑性应变的断裂，静力和拟静力加载下用最大应力或最大应变断裂准则是有问题的

npulgh · 发表于 2012-5-23 13:37:08

lungo999 发表于 2012-5-23 09:52
若可以，是否可以给出cae file，个人也想练习一下。楼主模拟的结果有点奇怪的原因在于断裂准则的选取有问 ...

Damage For Traction Seperation Laws下的六个准则都是某种最大应力或者最大应变的，结合XFEM使用的准则是否只有这六种呢？
我觉得XFEM不适用大塑性应变断裂还有个原因，就是分别使用六种准则去测试的话，你会发现起始和发展的情形是有差别的，换句话说假设计算能顺利完成，那断裂过程就是完全不同的，选哪种准则就成了个人喜好问题了，完全没收什么收敛性，这是不合理的，
CAE文件附上，材料属性附上，

lungo999 · 发表于 2012-5-23 14:24:06

npulgh 发表于 2012-5-23 13:37
Damage For Traction Seperation Laws下的六个准则都是某种最大应力或者最大应变的，结合XFEM使用的准则 ...

我使用的也是6.10版本的，不过好像6.11版本可以自定义断裂准则，个人对这块并不是很熟悉，也在学习中，共勉。

georgezxc · 发表于 2012-5-29 02:37:41

lungo999 发表于 2012-5-23 14:24
我使用的也是6.10版本的，不过好像6.11版本可以自定义断裂准则，个人对这块并不是很熟悉，也在学习中，共 ...

我也在用6.11版本中的UDMGINI这个子程序自定义断裂准则，但是自定义后如何设定扩展方向呢？
你现在有什么好的idea了吗？

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[断裂与失效] XFEM不适用于发生在塑性区的破坏分析

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