基于聚合模型的钢化玻璃仿真分析

林德佳

各位，本人使用LS-DYNA研究钢化玻璃的破坏特性。如图所示， 为钢化玻璃内聚力模型，已赋予预应力。残余应力导入内聚力模型后，应力一直在变化，所以有点困惑，本以为应该是保持不变的！所以发帖请各位指点：传统有限元模型（共节点）被赋予预应力之后，一直保持应力不变的状态；但内聚力模型却发生变化，是不是内聚力模型的原因呢？内聚力模型的本构为应力-分离量的损伤准则；而有限元单元则是应力-应变的关系？所以是这里出现问题？
有兴趣的或者研究过类似的朋友们，欢迎大家讨论交流，谢谢！

林德佳

如图所示，为有限元模型（共节点）预应力状态，应力几乎保持不变，与上图，嵌入内聚力模型的状态相差甚大！

林德佳

有限元模型预应力

empty4585

你所指的内聚力模型，是改变了本构模型，还是有其他形式的修改？具体用的mat几？如果愿意，可以上传k文件进行讨论。

林德佳

empty4585 发表于 2017-7-4 21:39
你所指的内聚力模型，是改变了本构模型，还是有其他形式的修改？具体用的mat几？如果愿意，可以上传k文件进 ...

你好！k文件稍微大了一下，有限制，上传不了！
内聚力模型采用的是186号材料，原有限元模型依靠共节点保持连接关系，而嵌入内聚力模型，是非共节点连接，依靠一层厚度为0的内聚力单元连接

林德佳

如图所示，分别为内聚力单元及原有限元单元，现在六面体有限单元非共节点连接，依靠厚度为0的内聚力单元保持连接关系!

empty4585

我之前用efg算法，做过玻璃的内聚元损伤模型，原理和你这个是相通的，或者说一种替代选择。
你这个我大概看了下，时间关系，比较粗略，可能不准确。
我想，你是现在未加入内聚力单元的时候施加的预应力场对吧，然后再加入内聚力，或者说，你给实体单元加了初始应力，这样会造成内部结构的不平衡，能否都一起施加？
186，我没仔细研究，之前看过，也忘了，你看看有没什么限制。
你这个思路是可行的，应该还是细节和操作的处理问题。
回头我再测试下吧。

林德佳

empty4585 发表于 2017-7-5 09:48
我之前用efg算法，做过玻璃的内聚元损伤模型，原理和你这个是相通的，或者说一种替代选择。
你这个我大概看 ...

谢谢你的回答！
我现在的想法跟你的表达，很类似！
因为内聚力模型不能直接应用钢化过程仿真分析，初始时刻体积为0，直接报错！所以我先用的有限元模型，共节点实体单元模拟钢化过程，得到预应力，通过论坛学习的dynain文件法获得最终时刻是预应力；接着通过修改dynain文件，同时修改k文件嵌入内聚力单元，应用应力初始化的方法，我的理解为同时有预应力及内聚力单元！
做了两组算例，一为将预应力导入原有限元模型，共节点，二为内聚力模型；一的应力状态几乎保持不变，二波动比较大！
目前就是我的发现，可能在操作上疏忽，仍在找原因！最后，谢谢你的回答，也没有人这么做过，所以还在怀疑阶段！

empty4585

林德佳 发表于 2017-7-5 10:30
谢谢你的回答！
我现在的想法跟你的表达，很类似！
因为内聚力模型不能直接应用钢化过程仿真分析，初始时 ...

有时间我会测试一下，你如果发现了具体原因，希望你还能及时补全此贴，做到有始有终，我会加技术分给你。也便于后续我们的具体讨论，找到更好的解决方案。加油

林德佳

empty4585 发表于 2017-7-6 15:55
有时间我会测试一下，你如果发现了具体原因，希望你还能及时补全此贴，做到有始有终，我会加技术分给你。 ...

会的，我找到原因再分享！

林德佳

empty4585 发表于 2017-7-6 15:55
有时间我会测试一下，你如果发现了具体原因，希望你还能及时补全此贴，做到有始有终，我会加技术分给你。 ...

你好！我想，我找到原因了！原因就是两个模型的特性不一样，比如刚度。
内聚力模型本构的问题，原本有限元模型是共节点连接，而内聚力模型是用内聚力单元连接离散的有限元。由此可知，整体的模型刚度会改变。换句话，可以想象原本紧密连接的结构换成一个不用的连接方式连接，比如比较软，有限元的节点因不平衡会进一步运动，而内聚力单元会阻碍有限元裂缝进一步张开，因此应力状态会发生比较大的波动！
解决的办法，增大刚度，多次试验使得应力波动比较小即可！

林德佳

如图所示，刚度的设置影响这预应力的波动！以上就是我的发现，欢迎大家的指导讨论

H12q

请问您最终实现了钢化玻璃的建模吗?