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[断裂与失效] 受到鼓舞一个cohesive element 完整step例子,自己做的。无私分

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发表于 2012-5-3 18:46:30 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 上海长宁区
本帖最后由 cheaxii 于 2013-4-10 18:37 编辑

剥离臂  AA5754-O:弹性模量74.7GPa 泊松比0.33
粘合层  ESP110:弹性模量5.72Gpa、泊松比0.40、极限应力99MPa、断裂能0.845mJ/mm2 (这里为保持单位一直,在输入参数时单位需要换算为MPa、mm、mJ/mm2
参数来源 [1]Ph. Martinya, F. Lania, A.J. Kinlochb, T. Pardoenc.Numerical analysis of the energy contributions in peel tests[J]. International Journal of Adhesion & Adhesives 28 (2008) 222–236
文献中的实验结果如下:
45°剥离,剥离强度16.7N/mm
90°剥离,剥离强度6.05N/mm
135°剥离,剥离强度4.11N/mm

本算例模拟了90°剥离,结果和文献实验结果吻合很好。
以下是step by step:
1;创建part,2维,deformable,尺寸如下:剥离臂长100mm,厚1mm。(这里没有采用文献中的220mm的长度,因为这对结果没有影响,厚度一样就行);粘合层厚0.4mm,预制裂纹40mm,所以实际粘合部分长80mm。这里只建立了半模型,就是说下面的基体没有建立,这里是因为基体厚10mm,相对来说比上剥离臂厚很多,认为它是刚性的,不发生变形,所以不需要建模,以减小计算量。粘合层是在part模块下分割出来的,这样就可以为他们赋予不同的材料属性和截面特征了。

2,设置属性porperty
这里创建两个属性:1、剥离臂;2、粘合层,如下图示



2、创建两个截面section如下图


3、为不同的分区赋予不同的截面属性如下图

4、创建分析步
     这里因为有几何大变形,所以要打开几何大变形开关,将其从off调到on,其次为了最后的到载荷位移曲线的精确性,将增量步的大小做调整到0.002,这样就有500步,可以有500个采样点;



5、调整场变量输出,在菜单栏output下拉菜单选择field output manage 点edit,勾选failure/fracture下面的SDEG和DMICRT,勾选state下面的status,这一步就不截图啦,很简单。
6、仍然在step下,创建一个surface集,后面有用的,选tool下来菜单的surface,然后创建,选择剥离臂右端截面。点ok,这个也很简单啦
7、创建边界条件
     在initial分析步下,对粘合层下部施加固定约束(因为对下面的基体建模,所以固定约束施加在粘合层下端,这样做是可行的,因为基体很厚,变形忽略为0),在step1(上面创建的)下,在剥离臂右端施加30mm的强制位移载荷

8、划分网格
布置全局种子尺寸为0.25。剥离臂右端端面局部种子个数为4个(这样就有5个节点)剥离臂单元控制类型为为扫略、单元类型为CPS4R,粘合层单元控制类型必须为扫略,类型COH2D4,(这里粘合层单元只能建为一层)。这里要把单元删除选项选为yes,退化类型specify为1(即SDEG值达到1时完全失效,然后删除这个单元),这样共划分了1160个单元。



9、创建一个job,然后提交,这个一路ok,就不截图了
10、查看结果,点monitor里面的result后者直接切换到viserible,得到的应力云图如下,可以看到,由于前面的单元已经破坏失效所以被删除了,只有最后蓝色的部分还粘在一起

11、绘制载荷时间曲线(因为位移是按时间线性加载的,所以载荷时间曲线相当于载荷位移曲线)
   点击XY Data manage——create——OBD field output,将position选为unique nodal,在element/nodal选项卡下选择set,然后选择前面创建的那个set(其实就是选择了剥离臂端面上的5个节点)然后点保存,在create——operate on XY data 选择公式sum(()),将保存的5个XY图求和,在保存为XY-data1(或其他名字),然后在XY Data manage下点plot,绘制载荷时间图像如下。显示最大载荷为6.5N/mm左右,与文献中的6.05N/mm,很接近。

算例在此:

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发表于 2015-3-22 21:04:46 | 显示全部楼层 来自 黑龙江哈尔滨
Simdroid开发平台
楼主你好,为什么我找你说的做会出现Time increment required is less than the minimum specified的问题呢?
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发表于 2014-5-15 17:47:36 | 显示全部楼层 来自 山东青岛
这条曲线是如何画的?在下请教了.

下面参数怎么选

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发表于 2014-4-25 17:39:40 | 显示全部楼层 来自 广西桂林
yiming0211 发表于 2013-12-3 23:04
楼主你好,我按你的例子算,结果和你的差不多,稍有出入。但是粘结单元就是没有自动删除,在粘结单元控制里 ...

结果没删除是因为场输出的时候没有设置statu输出,设置了就好了,我就是这样弄好的。
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发表于 2012-5-3 20:30:15 | 显示全部楼层 来自 北京
顶楼主啊
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发表于 2013-4-23 15:22:02 | 显示全部楼层 来自 黑龙江哈尔滨
无良奸商  还要钱啊  
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发表于 2012-7-18 22:31:24 | 显示全部楼层 来自 上海
cheaxii 发表于 2012-7-18 12:17
这个没关系的,我这里指定0.4,在输入Knn时就用算出的K‘nnX0.4就OK,如果这个厚度选默认或者指定为1(默 ...

如果定义cohesive截面属性时厚度用实际厚度,则材料属性中的E/Knn按材料弹性模E量输入;若厚度为1,则材料属性按Knn=E/实际厚度 输。按楼主例子改动,两者计算结果一致,如下:

在截面属性中specify厚度,那建模时的几何厚度应该就只是为了显示而已,但曲线略有差异,不知为何?求解释

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发表于 2012-5-5 15:05:01 | 显示全部楼层 来自 新加坡
  1. 只学学现有的ABAQUS模块很肤浅,点点鼠标而已
复制代码
什么时候把这个肤浅的模块给新手介绍介绍再说吧
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发表于 2012-5-3 18:47:41 | 显示全部楼层 来自 黑龙江大庆
顶楼主!!!
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 楼主| 发表于 2012-5-3 19:26:35 | 显示全部楼层 来自 上海长宁区
哎呀,弄到一半突然断网了,好悲剧。重弄了一下。牺牲了吃饭时间啊
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发表于 2012-5-3 19:38:11 | 显示全部楼层 来自 湖北武汉
顶一个!!!
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发表于 2012-5-3 20:22:19 | 显示全部楼层 来自 新加坡
cheaxii 发表于 2012-5-3 19:26
哎呀,弄到一半突然断网了,好悲剧。重弄了一下。牺牲了吃饭时间啊

Good。 叙述详细,图文并茂,必须精华。
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 楼主| 发表于 2012-5-3 20:30:33 | 显示全部楼层 来自 上海长宁区
这里要说明一下,文献中的是损伤演化是三线性模型,由于ABAQUS中没有这个模型,所以采用断裂能相等的方法将其装换成双线性模型。至于这这个双线性模型的解释,我的另一个求助贴中自己为自己解释啦,不明白可以去看。期待大家激烈讨论啊。
还有这里的双线性模型有法向和两个切向总共三个,在damage evolution里面要选择混合模式,由于这部分我还不是很熟悉,所以我的做法是让专业三个方向参数完全一样,然后混合模型选择独立(即不混合)就是只考略单一方向喽,
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发表于 2012-5-3 20:59:18 | 显示全部楼层 来自 新加坡
cheaxii 发表于 2012-5-3 20:30
这里要说明一下,文献中的是损伤演化是三线性模型,由于ABAQUS中没有这个模型,所以采用断裂能相等的方法将 ...
这是lz前几天的帖子http://forum.simwe.com/thread-1033973-1-1.html


我以前算过类似的例子,材料参数也是参考别人的paper,曾经遇见一下错误信息:
THE CRITICAL FRACTURE ENERGY IS SMALLER THAN THE ELASTIC ENERGY PRIOR TO DAMAGE INITIATION. THE DATA MIGHT NOT BE SPECIFIED  CORRECTLY FOR *DAMAGE INITIATION OR *DAMAGE EVOLUTION.

不知道lz遇见过没有?
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发表于 2012-5-3 21:16:22 | 显示全部楼层 来自 黑龙江哈尔滨
haode  非常好
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发表于 2012-5-3 21:23:19 | 显示全部楼层 来自 北京
还在研究中啊,下载好贵啊
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发表于 2012-5-3 22:17:39 | 显示全部楼层 来自 泰国
thanks you very much
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发表于 2012-5-4 07:18:01 | 显示全部楼层 来自 湖南长沙
学习啦,非常感谢
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 楼主| 发表于 2012-5-4 09:43:42 | 显示全部楼层 来自 上海长宁区
本帖最后由 cheaxii 于 2012-5-4 09:44 编辑
zsq-w 发表于 2012-5-3 20:59
这是lz前几天的帖子http://forum.simwe.com/thread-1033973-1-1.html


这个问题我也遇到过,其原因是这样的
      首先,三个方向的双线性损伤演化模型的形状都是三角形,这个歌大家应该知道,这个三角形的顶点对应的是损伤起始极限应力,这个顶点的高线与底边的交点对应的是损伤起始时的变形(应变乘以粘合层厚度,这里输入的是应变,要注意哦),三角形的面积对应的是三个方向的断裂能,三角形的底边对应的是三个方向的完全破坏开裂时位移(这里输入的是位移,注意啦)。断裂能包括弹性能和塑性耗散能。
       然后,这个三角形被这个高线可以分割成两部分,高线左面的部分叫做弹性能,高线右边的部分应该是塑性耗散吧。
最后解释一下这个error的原因,在某一个方向(法向拉开型、切向撕开型或切向剪开型)上的这双线性模型的三角形顶点的高线与底边的交点应该在底边上,而不是在底边的延长线上。如果三叔输入不合适的话,就会有这样的error。
       下面以图例说明
蓝色图为正确的双线性模型,红色图就会出现这个error

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 楼主| 发表于 2012-5-4 09:50:12 | 显示全部楼层 来自 上海长宁区
本帖最后由 cheaxii 于 2012-5-4 09:51 编辑

有人喊贵啊,哈哈。调成3吧,,这个应该不贵吧,血汗
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发表于 2012-5-4 20:58:33 | 显示全部楼层 来自 北京
非常感谢
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发表于 2012-5-4 22:12:33 | 显示全部楼层 来自 陕西西安
楼主伟大、无私、大牛啊,好东西啊
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发表于 2012-5-5 15:01:15 | 显示全部楼层 来自 浙江杭州
我现在自己提出的内聚力本构,用UEL都实现了。只学学现有的ABAQUS模块很肤浅,点点鼠标而已,当然是个基础。
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发表于 2012-5-5 15:10:20 | 显示全部楼层 来自 辽宁沈阳
膜拜一下,谢谢楼主了,正学习呢
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 楼主| 发表于 2012-5-7 12:30:23 | 显示全部楼层 来自 上海长宁区
本帖最后由 cheaxii 于 2012-5-10 17:15 编辑
amani 发表于 2012-5-5 15:01
我现在自己提出的内聚力本构,用UEL都实现了。只学学现有的ABAQUS模块很肤浅,点点鼠标而已,当然是个基础 ...


我就是新手啊,啊啊,刚刚入手这个软件。自己摸索呢。这个模块是很肤浅,但是,目前还没有得到这些本构的输入参数的实验方法,断裂能可以从线弹性断裂力学实验得到,但是损伤起始的极限应力好像还没有很好的方法得到,您有什么高见么
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