搜索Abaqus塑性損傷實(shí)例
2016-10-05 by:CAE仿真在線 來源:互聯(lián)網(wǎng)
Abaqus是一款大型的商用有限元分析軟件,以它強(qiáng)大的非線性分析能力得到了廣大客戶的認(rèn)可。Abaqus中有豐富的單元類型、材料類型、以及各種能夠成熟應(yīng)用于商業(yè)的本構(gòu)和理論準(zhǔn)則。本文主要介紹Abaqus在累積損傷與失效分析上的應(yīng)用,并且附帶自己做的小算例。
Abaqus中主要提供如下的材料損傷模型來進(jìn)行預(yù)測(cè)材料損傷和失效:
1、塑形金屬材料的累積損傷與失效:
此損傷與失效準(zhǔn)則可用于Abaqus/Explicit求解器,能與Mises、Johnson-Cook、Hill和Drucker-Prager等塑性材料本構(gòu)模型一起使用。該損傷準(zhǔn)則提供了多個(gè)損傷萌生的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn),包括塑形準(zhǔn)則、剪切準(zhǔn)則、成形極限圖(FLD)、成形極限壓壓力圖(FLSD),MSFLD和M-K等標(biāo)準(zhǔn)。在材料損傷萌生之后,材料強(qiáng)度越來越弱。
2、纖維增強(qiáng)材料的累積損傷與失效:
Abaqus擁有纖維增強(qiáng)材料的各向異性損傷的建模功能。假設(shè)未損傷材料為線彈性材料。因?yàn)樵摬牧显趽p傷的初始階段沒有大量的塑形變形,所以用來預(yù)測(cè)纖維增強(qiáng)材料的損傷行為。
在Abaqus中的損傷演化菜單屬于損傷模型的子選項(xiàng),且對(duì)于不同的模型,菜單項(xiàng)變化不大,對(duì)于柔性損傷和Johnson-Cook損傷,子選項(xiàng)度是一樣的。
Abaqus中的損傷演化的類型分為位移和能量?jī)煞N,分別從破壞時(shí)的位移和斷裂能的角度求損傷的演化。
下面通過高速剛性球撞擊鋼板的小算例來說明上面第一個(gè)損傷準(zhǔn)則的使用。
剛性球尺寸:半徑為5mm,質(zhì)量為0.1kg,具有垂直于鋼板的速度350m/s(圖中Z向),同時(shí)具有沿X向的速度80m/s。
鋼板的尺寸:100mm*100mm*20mm
模型描述:
在Abaqus/CAE界面中完成模型的建立和裝配,其中球體為離散剛體,鋼板的材料參數(shù)設(shè)置如下:
對(duì)于鋼板的參數(shù)設(shè)置需要包括:密度、彈性參數(shù)、塑性參數(shù)、損傷萌生參數(shù)、損傷演化參數(shù)。
該模型中給定的損傷萌生參數(shù)只有一個(gè)等效塑性應(yīng)變;損傷演化的類型為位移,給定值為0,表示單元一旦有損傷萌生即判定單元失效。材料關(guān)鍵字如下:
*DamageInitiation, criterion=ductile
0.55,0.,0.
*DamageEvolution, type=DISPLACEMENT
0.,
*Density
7.8e-09,
*Elastic
210000.,0.3
*Plastic
418., 0.
500.,0.0149
695.,0.0498
780.,0.0952
829.,0.1456
908., 0.35
921., 0.44
分析結(jié)果:
整個(gè)時(shí)間歷程0.004s,最終的狀態(tài)如下圖所示:
整個(gè)系統(tǒng)的總能量、動(dòng)能、內(nèi)能時(shí)間歷程曲線如下圖所示:
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