找回密码
 注册
Simdroid-非首页
查看: 1096|回复: 12

[高级讨论区] 关于cohesive 内聚力单元断裂参数的讨论

[复制链接]
发表于 2017-1-7 18:42:12 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 江苏南京
悬赏88仿真币已解决
本帖最后由 kqvtkdss 于 2017-1-7 18:44 编辑

我是做材料沿晶断裂的,看了不少文献,关于cohesive模拟断裂,其中的主要的断裂能不是很明白,求相关专业的同学,老师给答复,真诚求解
1 断裂参量G的数值的大小,和断裂力学中G有关系,微观中的表面能又是怎么一个关系
    材料的表面能G单位J/m2,也就是1000J/m2=1mJ/mm2,按断裂力学理论中G=K2/E ,如普通45刚的断裂韧性Kic=100Mpa.m^0.5,转换成Mpa.mm^0.5,其大概的为:3000MPa.mm^2,假设其弹性模量E为200 000Mpa,则这里的G=45 MPa mm 按单位换算,1MPa mm =1N/mm;也就是说金属材料的断裂能在50左右,是个2位数,下面试材料的表面能Fe的大概在2.5~3J/m2,也就是说模拟材料断裂时cohesive单元的参数输入,按Mpa mm 为准是一个10^-3数量级别的单位,文献中有这样做的,有些的确是这样取的,
   这样的带来的另一个问题是内聚力单元的刚度系数K的取值,和基体材料E的关系是什么样,我自己尝试的多次,要不没有损失,要不早早的开始损伤,一直到不到1,然而有也文章如模拟Al G=0.15N/mm,到底这个断裂力学参量G怎么取,宏观和微观的不一样,还是哪里出问题了,
2 就是关于收敛的问题,
ABAQUS中收敛参数的设置下面试一个文献中的一段关于收敛的描述,我不清楚几个参数的怎么弄,*static, stabilize=0.002

The convergence of a basic model, without any viscous regularization, forces or large displacement effects (LDE), performed very poorly. The simulation stopped at the 0.8% of the external load, Table 3. It was established that to improve the numerical stability one needs to apply a small amount of viscous regularization μ. A 5% value of the load step time has been used in this work, see  Table 2. In Table 3 this model is labeled as +Visc.reg. If in addition, a small amount of viscous forces to the global equilibrium equations is added (ABAQUS “*static, stabilize=0.002” option (Systemes, 2013)), further convergence improvement is obtained (model labeled as ++Visc.forces.). For a given iteration the residual, R  , is then decreased by the viscous force term FvFv: R=P−I−Fv=P−I−cMvR=P−I−Fv=P−I−cMv where P stands for the external, I for the internal forces, c for the damping factor, M   for the artificial mass matrix calculated with unit density and vv for the vector of nodal velocities (Systemes, 2013). When the damage at the grain boundary develops, the local region becomes unstable and the local velocities increase. Consequently, part of the released strain energy is dissipated by the applied damping which helps with the convergence. While a region is stable, viscous forces and the viscous energy dissipated are very small. Thus, the additional artificial damping has almost no effect. Accounting for large displacement effects on top of the first two options (model labeled as +++LDE) has no significant effect on the convergence, see last column in Table 3.
【来源;Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering
Volume 200, Issues 17–20, 1 April 2011, Pages 1729–1745

Cohesive zone modeling of intergranular cracking in polycrystalline aggregates】
下面几幅图是相关的文献中的







*Torsten Luther *, Carsten Könke ,Polycrystal models for the analysis of intergranular crack growthin metallic materials



附件: 您需要 登录 才可以下载或查看,没有账号?注册

最佳答案

查看完整内容

内聚能一般取材料的断裂韧性,对于韧性金属往往是裂纹起裂时的韧性值(范围可能在10—1000N/mm),当然具体值还需要数值仿真与实验数据拟合确定。
发表于 2017-1-7 18:42:13 | 显示全部楼层 来自 四川成都
Simdroid开发平台
内聚能一般取材料的断裂韧性,对于韧性金属往往是裂纹起裂时的韧性值(范围可能在10—1000N/mm),当然具体值还需要数值仿真与实验数据拟合确定。
回复

使用道具 举报

发表于 2017-1-7 23:15:47 | 显示全部楼层 来自 北京
本帖最后由 yanyu7long 于 2017-1-7 23:24 编辑

我做的是一些模拟是宏观的,因而断裂能的取值还是宏观的意义。具体你的情形参考文献便可。
内聚力模型的提法本就是唯象的。内聚力单元的刚度系数K多认为一个罚刚度的意义,是内聚力参数中最没有物理意义的一个,作用主要是未损伤前牢固连接周围材料,引入内聚力后对原有材料的刚度变化影响不大,K不能太小,一般尽量大。过大又会引起收敛问题。
ABAQUS/Standard 中解决收敛主要是viscous regularization,stablization也是一个方面。具体可以参照ABAQUS的Manual和论坛有关帖子。
回复

使用道具 举报

 楼主| 发表于 2017-1-8 17:02:49 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
yanyu7long 发表于 2017-1-7 23:15
我做的是一些模拟是宏观的,因而断裂能的取值还是宏观的意义。具体你的情形参考文献便可。
内聚力模型的提 ...

我明白你的意思,我现在的想知道的是K G 这几个参数的数量级的问题,不同文献上 差距太大,上千倍的差距,现在一直没搞明白
回复

使用道具 举报

发表于 2018-1-19 22:52:52 | 显示全部楼层 来自 四川成都
kqvtkdss 发表于 2017-1-8 17:02
我明白你的意思,我现在的想知道的是K G 这几个参数的数量级的问题,不同文献上 差距太大,上千倍的差距 ...

666666666666666666666666666666666666
回复

使用道具 举报

发表于 2018-6-10 01:10:32 | 显示全部楼层 来自 中国
进来学习一下
回复

使用道具 举报

发表于 2018-7-31 16:37:07 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
谢谢分享
回复

使用道具 举报

发表于 2018-10-16 19:43:57 | 显示全部楼层 来自 北京
一般来说cohesive层取特定计算厚度1,使得K=E,位移等于应变,参数确实千差万别,建议设置的时候手动计算一下大概值
回复

使用道具 举报

发表于 2018-10-17 13:24:51 | 显示全部楼层 来自 中国

感谢楼主分享
回复

使用道具 举报

发表于 2018-10-22 20:26:37 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
感谢楼主分享
回复

使用道具 举报

发表于 2019-3-23 17:31:47 | 显示全部楼层 来自 北京
感谢楼主分享
回复

使用道具 举报

发表于 2019-3-30 10:15:11 | 显示全部楼层 来自 湖南长沙
6666666666666
回复

使用道具 举报

发表于 2019-6-16 18:34:36 | 显示全部楼层 来自 中国
学习一下!!!:):)
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

Archiver|小黑屋|联系我们|仿真互动网 ( 京ICP备15048925号-7 )

GMT+8, 2024-4-20 08:12 , Processed in 0.039646 second(s), 9 queries , Gzip On, MemCache On.

Powered by Discuz! X3.5 Licensed

© 2001-2024 Discuz! Team.

快速回复 返回顶部 返回列表