本帖最后由 weizhiyuanmali 于 2019-1-20 18:42 编辑
但是帖子中也明确地给出了:只能算最后一个increment的J和K的限制,那么如果我们需要提取每个分析步的每个增量步结果该怎么办呢,根据帖子中给出的插件代码,进行了大幅度的添加修改,最后进一步完善了该插件,可以提取每个分析步的每个增量步结果,另外还可以在程序中自己定义复合应力强度因子等参数,直接输出到屏幕,十分简单便捷,效率也非常高,省去了大部分处理数据的时间,下面就详细介绍其使用过程: 事先我们已经计算了一个2D三角形单元的围线结果,围道区域使用四边形单元(裂纹尖端使用了具有1/2奇异性的collapse单元), odb云图如下: 此时,打开插件: 进行如下设置: 只演示对右裂纹尖端的提取: 1 从插件中计算出来的结果: 3 从dat文件中提取的结果: 结果对比图: 注意:因为时间步长是自动的,所以并不是每个Frame的时间步是相等的,而是开始很小,随后基本稳定(如下图所示), 如此,导致断裂参数K和J的变化呈现出如图的增长方式,如果把时间步长固定,那么K和J随Frame将是线性增加的,如下图所示(云图的缩放因子为50), 通过分析可知,对于K1/K2/J的结果插件计算的和从dat中提取的结果几乎完全一致,充分证明了插件的有效性; ********************** 下面又通过使用纯四边形一阶单元和二阶单元进行计算,然后通过插件提取结果,与ABAQUS使用奇异单元的计算提取的dat文件结果进行对比,结果如下: 纯四边形CPS4 纯四边形CPS8 结果对比 ********************** **********************
下面分析了采用不规则四边形单元下不同网格密度对结果的影响: 单元数为5500
单元数为15000
单元数为75000
结果对比:
结果表明:单元数量太少,误差比较大;单元数量适中不但结果误差较小,而且计算效率也更高; ************************ 另外,我们也对斜裂纹进行了对比分析,使用ABAQUS自带的围线积分计算时采用了具有1/2奇异性二阶单元,而对于使用插件时采用了普通的四边形CPS4单元,也对不同的提取半径进行了对比,结果发现结果对围线半径无关(这也是理论决定的),我们取三个不同的提取半径结果的平均值,发现提取半径取初始裂纹的1/10时与整个平均值基本吻合,事实上,之后的分析我们都可以提取半径为初始裂纹1/10时的结果作为参考,对于斜裂纹的结果分析如下: ABAQUS计算采用奇异单元的结果: 插件计算采用的普通四边形单元的结果: 断裂参数对比: 二者结果吻合非常好。 ************************
对于裂纹扩展角度也无需进行对比分析,因为它是由K1和K2推导而来的 ************************ 对于xfem裂纹来说也同样可以采用插件进行提取。 ************************ 附上斜裂纹的cae及inp文件: CAE及inp文件.rar ************************ ******************************************************************************** 最后总结一下,裂纹尖端应力强度因子的数值和理论计算方法(对于线弹性材料而言): **************************************** 静止裂纹: 1 二次开发插件(2D),通过应力场直接获取K; 2 abaqus自带contour integral(2D和3D);直接获取K; 3 debond_vcct(2D和3D)获取G,然后转换为K; 4 xfem_LEFM(3D)获取G,转换为K; 通过二次开发插件(2D)直接获取K; 运动裂纹: 1 contour integral+remeshing(2D和3D),输出裂纹扩展过程中裂纹尖端的K; contour integral+remeshing+map solution(2D和3D),输出裂纹扩展过程中裂纹尖端的K; 2 debond_vcct(2D和3D),输出裂纹扩展过程中裂纹尖端的G,然后转换为K; debond_(critical stress、critical COD,crack length-time)输出裂纹扩展过程中裂纹尖端的K; 3 xfem_LEFM(2D和3D),输出裂纹扩展过程中裂纹尖端的G,然后转换为K; **************************************** 计算K和J的理论方法: ******基于局部位移和应力 1 应力外推法(直接得到K1/K2) 2 位移外推法(直接得到K1/K2) ******基于能量 3 J积分(区域积分法)(直接得到J) 4 全局虚拟裂纹扩展法(直接得到G) 5 局部虚拟裂纹扩展法(直接得到G1/G2) 6 虚拟裂纹闭合法(直接得到G1/G2) ******借助辅助场 7 相互作用积分法(直接得到K1/K2/J) ******************************************************************************** 技术邻链接: https://www.jishulink.com/content/post/429091
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