Question

Abaqus中的XFEM怎么使用模拟裂缝

Answer 1

abaqus中四种模拟裂纹技术的简介及实例 下一步计划 背景及目的 ? 研究方向：CMAS对热 障涂层失效的影响。 ? CMAS主要是影响热障 涂层应力和温度分布， 从而影响热障涂层脱落 速度。 ? 热障涂层脱落主要是由 热障涂层中的裂纹状况 决定。 ? 有限元是将实际情况和 理论联系起来最有效的 工具之一。 目的：通过对各种软件和技术的分析和实验找出适合于模 拟热障涂层裂纹的软件和技术 Chen X. Surface & Coatings Technology, 2006, 200: 3418-3427. abaqus简介 ? abaqus能提供从热障涂层建模到有限元计 算这整个过程所需的软件支持 ? abaqus最擅长于动态非线性分析 ? abaqus操作简单，使用方便 理论 技术方法 debond 应用类型 LEFM cohesive element 脆性断裂 Damage collapse element 韧性断裂 XFEM 理 论 模 型 1.线弹性断裂力学 （LEFM） 2.基于牵引分离规则的损伤力学 （damage base traction-separation laws） 1.debond 2.cohesive element 3.collapes element 4.XFEM abaqus 技术 1. debond 在abaqus中的操作步骤： 在分析步 之前设置 initial condition 在分析步 中设置 debond的 条件 实现 裂纹 扩展 模拟 实例： 结果： 开裂前： 开裂后： 特点: ? 需预置裂纹和裂纹扩展路径 ? 只适合于模拟脆性裂纹 ? 能输出裂纹扩展时的能量释放率 2. Cohesive element 在abaqus中的操作步骤： 建立一个 连接两个 部件的part 给part设定 cohesive属 性断裂准则 和厚度 实现 裂纹 模拟 实例： 结果： 开裂前： 开裂后： 特点: ? ? ? ? 适合模拟脆性或韧性裂纹 能输出裂纹扩展时的能量释放率 不一定要设置预置裂纹 只能沿预定裂纹扩展路径扩展 3. Collapes element 在abaqus中的操作步骤： 设置预制 裂纹的扩 展方向， 裂纹尖端 的奇异性 参数 实现 裂纹 扩展 模拟 实例： 开裂前： 开裂后： 特点: ? ? ? ? ? 参数设置复杂 需预置裂纹 裂纹可沿任意路径扩展 可模拟韧性或脆性裂纹 裂纹扩展距离有限 4. XFEM 在abaqus中的操作步骤： 设置断裂 准则和预 值裂纹 模拟裂纹 开裂和扩 展 实例： 结果： 开裂前： 开裂后： 特点: ? 不一定要设置预置裂纹 ? 裂纹可沿任意路径扩展 ? 不能输出裂纹扩展过程中的能量释放率 结论 由于热障涂层的裂纹大部分是脆 性裂纹，研究中能量释放率是一个重 要的参考指标，同时考虑操作过程难 易情况，因此选择abaqus中的debond技 术来模拟CMAS对热障涂层中裂纹的 扩展的影响。 下一步计划 ?用abaqus建立覆盖有CMAS的热障涂层物 理模型 ?将物理模型转化为数值模型 ?实现模型中裂纹的扩展