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[断裂与失效] ABAQUS6.9版本XFEM(扩展有限元)例子的详细图解step by step

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发表于 2009-7-3 09:17:24 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 澳大利亚
本帖最后由 wylxl2001 于 2009-8-11 08:02 编辑

从这里学到了不少东西,感觉应该为大家做点什么了,看到abaqus新版本中有XFEM的新特性,而且从事断裂研究的人很多,就仔细研究了手册中的例题,形成了一下step by step的过程。由于在此论坛中新手很多,所以叙述过程比较细,图比较多。

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发表于 2013-4-12 15:32:41 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
Simdroid开发平台
呼~终于把帖子都读完了 其实许多版友提的问题在帖子中都已经有人提出并解决了。。可以往后翻一翻就能找到了~
另外我有个疑问就是:在楼主所给的例子中模型所加的位移载荷应该是上下和左右对称的,这样的话裂纹扩展应该是沿着横向平行扩展的呀?但是为什么在计算结果中显示裂纹扩展方向是偏上的呢?希望哪位大神能给予指教。
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发表于 2011-8-23 15:19:32 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
昨天通览此帖之后,学到了不少的东西,对XFEM有了一个感性的认识,由于大家的积极讨论使得这个帖子的内容更加的充实,于是本人对这个帖子目前对大家讨论过的问题进行了一个总结,里面包括了已解答部分和未解答部分。希望大家再发扬积极讨论的精神来完善那些目前还没有得到解答的问题。
       总结文档:,。

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有心人,赞一个  发表于 2013-12-30 16:56
多謝提供~  发表于 2011-12-1 09:03
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发表于 2009-9-23 23:07:56 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
楼主,请在百忙之中回答一下,我做的裂纹也不扩展,是不是输出设置有问题,还是别的什么?谢谢
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 楼主| 发表于 2009-7-3 09:29:20 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
二、Material模块中的操作:
1. 创建材料elsa,其弹性参数为E=210GPa,泊松比为0.3(如图12

最大主应力失效准则作为损伤起始的判据,最大主应力为84.4MPa(如图13

损伤演化选取基于能量的、线性软化的、混合模式的指数损伤演化规律,有关参数为G1C= G2C= G3C=42200N/ma=1.(如图14




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 楼主| 发表于 2009-7-3 09:26:46 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
8. part Plate中分别创建4个集合,分别为:allbottomtopfixZ,各部分的内容如图811所示。




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发表于 2009-10-10 17:23:48 | 显示全部楼层 来自 北京
刚才搜到YANTUBBS 上liupenghui 做了一个视频教程,分成了多个压缩包,效果太棒了
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 楼主| 发表于 2009-7-7 13:24:11 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
能看到all这个集合,看不到bottom,top和fixZ
个人感觉后三个集合只是面或者点,而包含材料的集合只能是一个体集合,
所以在赋予材料属性的时候将后面三个集合过滤掉了。

不知道是否正确?

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 楼主| 发表于 2009-7-3 10:40:44 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
本帖最后由 wylxl2001 于 2009-7-6 07:16 编辑

回11楼:
我也是按照手册中的例题做下来的,做到这一步的时候,也有同样的疑问:为什么要添加赋予材料取向?
请高手指点。



五、Interaction模块中创建约束方程ce_bot,如图31所示。






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 楼主| 发表于 2009-7-3 10:08:14 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
本帖最后由 wylxl2001 于 2009-7-6 07:14 编辑

四、装配模块:选中platecrack两个part,分别生成2个实体(如图26),生成一个参考点,参考点的坐标为(1.5-30)(如图2728)。将参考点的名字改为db(如图2930)。生成集合bdisp,此集合包含db这个点。














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 楼主| 发表于 2009-7-3 09:42:08 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
三、划分网格:
网格控制为:Hex structured(如图22),单元类型为C3D8R(如图23)设置plate各边的网格种子为82636(如图24),各边种子的个数不能改变(如图25



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 楼主| 发表于 2009-7-3 09:19:14 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
一、part模块中的操作:
1. 生成一个新的part,取名为plate,本part选取3D deformable solid extrusion类型(如图1
2.通过Rectangle工具画出一长3,高6的矩形。考虑使用工具栏add-dimensionedit dimension来画出精确长度的模型。强烈建议此矩形的左上角坐标为(03),右下角坐标为(3-3)(如图2

3.
完成后拉伸此矩形,深度为1.(如图3
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 楼主| 发表于 2009-7-3 09:19:58 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
本帖最后由 wylxl2001 于 2009-7-3 09:21 编辑

图1,图2,图3,

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 楼主| 发表于 2009-7-3 09:22:54 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
4. 生成一个新的part,取名为crack,本part选取3D deformable shell extrusion类型(如图4

5. 生成一条线,此线的左端点坐标为(00.08),右端点坐标为(1.50.08

6 . 完成后拉伸此线,深度为1.(如图6


7.保存此模型为XFEMtutor(如图7),以后经常保存模型,不再累述。

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 楼主| 发表于 2009-7-3 09:31:13 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
2.创建一个Solid Homogeneous section,名为solid(如图15),此section与材料elsa相联(如图16),并将此section赋给plate part(也就是集合all)(如图17





3.赋予材料取向,分别如图1821所示。






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发表于 2009-7-3 10:12:34 | 显示全部楼层 来自 吉林长春
问一下为什么要添加赋予材料取向,谢谢
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 楼主| 发表于 2009-7-6 07:18:51 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
六.Step模块中的操作:
1.建立个static的分析步,如图32所示。打开几何非线性开关,如图33所示。设置增量步,如图34所示。打开解控制,如图35和图36所示,并进行有关参数的设置,如图37和图38所示。设置场输出变量,如图39所示。请求一个新的历史输出变量,如图40所示。





















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 楼主| 发表于 2009-7-6 07:21:41 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
本帖最后由 wylxl2001 于 2009-7-7 07:31 编辑

Load模块中的操作:
设置4个位移边界条件,位移值、边界条件的名称、类型、作用载荷步、作用区域等分别如图4144所示。













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 楼主| 发表于 2009-7-6 07:21:59 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
本帖最后由 wylxl2001 于 2009-7-7 07:28 编辑

八、设置XFEM型裂纹:返回Interaction模块,先生成一个硬接触属性contact,如图45所示。再建立XFEM型裂纹,过程如图46~49所示。











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 楼主| 发表于 2009-7-6 07:22:19 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
本帖最后由 wylxl2001 于 2012-2-15 11:15 编辑

九、通过关键词编辑器加入损伤稳定性控制,如图50,图51所示。

新版本的abaqus可以在定义材料属性的时候直接定义这个参量Damage Stabilization Cohesive---Viscositycoefficient,,不需要通过关键词编辑器加入损伤稳定性控制,





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 楼主| 发表于 2009-7-6 07:22:32 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
本帖最后由 wylxl2001 于 2009-7-7 07:29 编辑

十、生成job XFEMtutor,进行计算,结果如图52所示。


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发表于 2009-7-6 10:37:32 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
楼主的接触属性和 creat crack部分说的详细点吧 还有约束方程那 能加入点自己的见解就更好了
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发表于 2009-7-6 10:43:08 | 显示全部楼层 来自 江苏南京
LZ辛苦了,这就是我的XFEM入门贴了,收藏了,谢谢
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 楼主| 发表于 2009-7-7 07:54:59 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
这个例题的过程和有关图已经上传完毕,希望此贴
1. 能对大家有所帮助;
2. 有关的问题可以在这里讨论,一块提高。
谢谢!
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发表于 2009-7-7 09:55:30 | 显示全部楼层 来自 LAN
XFEM Current Limitations from SIMULIA material.
• Implemented only for the static stress analysis procedure
• Can use only linear continuum elements
  • CPE4, CPS4, C3D4, C3D8 and their reduced integration/incompatible
    counterparts
• Element processing is not done in parallel
  • On SMP machines, only the solver runs in parallel
  • Cannot run in parallel on DMP machines
• Contour integrals for stationary cracks not currently supported
• Cannot model fatigue crack growth
• Intended for single or a few non-interacting cracks in the structure
  • Shattering cannot be modeled
• An element cannot be cut by more than one crack
• Crack cannot turn more than 90 degrees in one increment
• Crack cannot branch
• The first signed distance function Φ must be non-zero
  • If the crack lies along an element boundary, a small positive or negative
    value should be used
  • This slightly offsets the crack from the element boundary
• Only frictionless small-sliding contact is considered
  • The small-sliding assumption will result in nonphysical contact behavior
    if the relative sliding between the contacting surfaces is indeed large
• Only enriched regions can have a material model with damage
  • If only a portion of the model needs to be enriched define an extra
    material model with no damage for the regions not enriched
• Probing field quantities on an element currently returns values only
from the “lower” element (corresponding to negative values of Φ)
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