基于ABAQUS的疲劳裂纹扩展程序二次开发及应用
Abaqus二次开发疲劳裂缝伸展模拟
Abaqus二次开发疲劳裂缝伸展模拟疲劳是指材料在往复荷载的作用引起的损伤，进而开裂的过程。
由于疲劳计算本构较多以及过程相对复杂，目前的有限元软件中很少有对疲劳的模拟。
而abaq us通过各种子程序可以实现疲劳过程的二次开发。
下面介绍一下两种疲劳的本构以及实现效果。
1、应力路径与疲劳累计的关系AB段是弹性加载阶段，此时不会发生疲劳，达到B点时发生初始损伤，BC段为损伤后继续加载，如果不考虑疲劳，损伤会沿着CC‘进行，即单调损伤。
如果在C点卸载至D点，损伤也不会增加，之后加载至E点后疲劳损伤会累计，之后重复卸载-重加载-卸载过程（卸载不考虑疲劳损伤，加载考虑疲劳损伤），直至疲劳损伤量到1。
加载路径2、疲劳本构（1）Siegmund疲劳方程引自：功率模块引线键合界面的疲劳断裂特性研究（2）Lemaitre疲劳方程引自：含夹杂物轴承钢中裂纹的萌生与扩展3、三点弯曲梁模型及疲劳裂缝伸展结果模型左侧为固定约束，右侧为铰接，模型中下部位设置1mm的长的初始裂缝。
模型采用平面应变单元C3D8R，裂缝采用cohesive单元模拟。
模型顶部施加1. 1MPa的循环荷载，直至试样完全开裂。
分析步采用动力隐式分析步，材料采用弹塑性本构，cohesive单元采用双线性本构。
三点弯曲梁疲劳裂缝伸展4、DCB模型及疲劳裂缝伸展结果模型采用平面应变单元C3D8R，裂缝采用cohesive单元模拟。
模型边界施加1 MPa的循环荷载，直至试样完全开裂。
分析步采用动力隐式分析步，cohesive 单元采用双线性本构。
DCB疲劳裂缝伸展损伤后应力应变曲线疲劳损伤量变化曲线。
《2024年基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及应用》范文
《基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及应用》篇一一、引言随着科学技术的发展，裂纹扩展成为了工程材料研究中的一项重要问题。
对裂纹扩展的研究对于确保工程结构的安全性、稳定性和可靠性具有重要意义。
近年来，随着计算机技术的飞速发展，基于有限元方法的仿真软件在裂纹扩展研究领域得到了广泛应用。
其中，ABAQUS作为一款功能强大的有限元分析软件，在裂纹扩展仿真方面具有广泛的应用。
本文将介绍基于ABAQUS 的裂纹扩展仿真软件及其应用。
二、ABAQUS裂纹扩展仿真软件概述ABAQUS是一款功能强大的有限元分析软件，广泛应用于工程材料、机械制造、土木工程等领域。
其裂纹扩展仿真模块，可以模拟材料在受到外力作用下的裂纹扩展过程，为研究裂纹的扩展规律、破坏模式以及强度性能提供有效的工具。
ABAQUS裂纹扩展仿真软件的主要特点包括：1. 高精度：采用先进的有限元算法，可以准确模拟裂纹的扩展过程。
2. 高效率：软件采用并行计算技术，大大提高了计算效率。
3. 适用性广：可以模拟各种材料、各种形状的裂纹扩展过程。
4. 操作简便：软件界面友好，操作简便，用户可以快速上手。
三、ABAQUS裂纹扩展仿真软件的应用ABAQUS裂纹扩展仿真软件在工程领域具有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 材料性能研究：通过模拟材料在受到外力作用下的裂纹扩展过程，可以研究材料的强度性能、破坏模式等，为材料的设计和优化提供依据。
2. 结构安全评估：对于已经建成的工程结构，可以通过ABAQUS裂纹扩展仿真软件对其结构安全性进行评估，及时发现潜在的裂纹扩展风险。
3. 疲劳寿命预测：通过模拟材料在循环载荷作用下的裂纹扩展过程，可以预测材料的疲劳寿命，为机械设备的维护和更新提供依据。
4. 地震工程：在地震工程中，ABAQUS裂纹扩展仿真软件可以用于模拟地震作用下建筑结构的裂纹扩展过程，为抗震设计和抗震加固提供依据。
四、实例分析以某桥梁工程为例，采用ABAQUS裂纹扩展仿真软件对桥梁结构进行裂纹扩展仿真分析。
《2024年基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及应用》范文
《基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及应用》篇一一、引言随着现代工程领域对材料性能要求的不断提高，裂纹扩展仿真技术成为了研究材料力学行为的重要手段。
ABAQUS是一款功能强大的工程仿真软件，其基于有限元方法，广泛应用于各种复杂的工程问题。
本文将详细介绍基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及其应用，分析其原理、特点及在实际工程中的应用效果。
二、ABAQUS裂纹扩展仿真软件原理ABAQUS裂纹扩展仿真软件基于有限元方法，通过构建材料的几何模型、设置材料属性、加载边界条件等步骤，实现对裂纹扩展过程的仿真。
软件采用先进的断裂力学理论，可以模拟裂纹的萌生、扩展、合并等过程，为研究材料的力学行为提供有力支持。
三、ABAQUS裂纹扩展仿真软件特点1. 高度灵活性：ABAQUS裂纹扩展仿真软件具有高度的灵活性，可以模拟各种复杂的裂纹扩展过程。
2. 准确性高：软件采用先进的断裂力学理论，能够准确模拟裂纹的萌生、扩展和合并等过程。
3. 易于操作：软件界面友好，操作简便，用户可以轻松构建几何模型、设置材料属性及加载边界条件。
4. 广泛适用性：ABAQUS裂纹扩展仿真软件可应用于各种工程领域，如航空航天、汽车制造、建筑等。
四、ABAQUS裂纹扩展仿真软件应用1. 材料研发：通过模拟裂纹扩展过程，可以帮助研究人员了解材料的力学性能，为材料研发提供有力支持。
2. 产品设计：在产品设计阶段，通过仿真分析可以预测产品在使用过程中可能出现的裂纹扩展问题，从而优化设计，提高产品的可靠性。
3. 结构安全评估：ABAQUS裂纹扩展仿真软件可用于对结构进行安全评估，预测结构在使用过程中可能出现的裂纹扩展问题，为结构的安全使用提供保障。
4. 实际工程应用：ABAQUS裂纹扩展仿真软件已广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等领域。
例如，在航空航天领域，通过仿真分析可以预测飞机、火箭等结构在极端环境下的裂纹扩展情况，确保其安全性能；在汽车制造领域，通过仿真分析可以优化汽车零部件的设计，提高其耐用性和安全性。
《2024年基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及应用》范文
《基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及应用》篇一一、引言随着工程领域的不断发展，裂纹扩展的仿真与分析变得日益重要。
ABAQUS是一款广泛应用的工程仿真软件，能够有效地模拟裂纹扩展过程。
本文将详细介绍基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件，并探讨其在实际应用中的价值。
二、ABAQUS裂纹扩展仿真软件概述ABAQUS裂纹扩展仿真软件是一款集成了先进数值方法和算法的工程仿真软件，能够模拟裂纹从初始阶段到扩展直至断裂的全过程。
该软件具有以下特点：1. 高度集成：ABAQUS软件集成了前处理、求解和后处理等模块，方便用户进行裂纹扩展的仿真分析。
2. 精确性：采用先进的有限元方法和断裂力学理论，能够精确地模拟裂纹的扩展过程。
3. 多样性：支持多种材料和几何模型，满足不同领域的仿真需求。
4. 可视化：软件支持三维可视化，能够直观地展示裂纹扩展的过程和结果。
三、ABAQUS裂纹扩展仿真软件的工作原理ABAQUS裂纹扩展仿真软件通过以下步骤进行裂纹扩展的模拟：1. 建模与网格划分：根据实际需求建立几何模型并进行网格划分，为后续的仿真分析做好准备。
2. 材料属性定义：定义材料的力学性能、断裂韧性等参数，为仿真分析提供依据。
3. 边界条件与载荷设置：设置模型的边界条件和载荷，模拟裂纹扩展过程中的实际情况。
4. 求解与分析：运用先进的有限元方法和断裂力学理论，对模型进行求解和分析，得到裂纹扩展的仿真结果。
四、ABAQUS裂纹扩展仿真软件的应用ABAQUS裂纹扩展仿真软件在工程领域具有广泛的应用价值，主要体现在以下几个方面：1. 材料科学研究：通过对材料的裂纹扩展过程进行仿真分析，研究材料的力学性能、断裂韧性等参数，为材料科学的研究提供有力支持。
2. 结构安全评估：通过对结构进行裂纹扩展仿真分析，评估结构的安全性能，预防结构破坏事故的发生。
3. 疲劳与耐久性分析：通过模拟裂纹在循环载荷下的扩展过程，评估结构的疲劳与耐久性能，为结构的优化设计提供依据。
ABAQUS中疲劳扩展VCCT技术
ABAQUS中疲劳扩展VCCT技术VCCT（Virtual Crack Closure Technique）指的是虚拟裂纹张合技术，这个技术是根据Irwin能量理论提出来的，其核心思想为：假设裂纹在扩展中释放的能量等于闭合裂纹所需要的能量。
我们来看裂缝的扩展过程，在下图的扩展中，我们假设裂缝的前缘形状是不发生变化的，即扩展后裂缝的张开尺寸和扩展前的张开尺寸是相等的。
如图所示，当裂缝从左图扩展到右图的时候，假设其能量释放率为G I，而裂缝扩展所需要的临界能量释放率为G IC，那么，当G I>G IC时，裂缝就会发生扩展，即裂缝的扩展准则为在这个公式中，b和d分别表示的是单元上裂尖位置的宽度和长度，F v,2,5指的是节点2和5之间的垂直力，v1,6表示节点1和6之间的垂直位移（如下图所示）。
我们注意到，这个理论能够预测裂缝的扩展，但是只适用于I型裂缝的状态，对于普通裂缝，则需要对理论进行修正，这时候，就需要用等效应变能量释放率G equiv来表示。
在通用状态下，我们用这个公式替代上面的扩展准则，因为G equiv是包含三种裂缝能量释放率的，我们来看看它的表达式：在ABAQUS中，对G equiv的计算有三种方法，包括BK法，power low方法和Reeder law方法BK法：power low方法：Reeder law方法：这样，我们就可以通用的准则分析裂纹扩展了。
可以看到，VCCT的本质只是一种裂缝扩展准则，我们在实现它的时候需要预先定义一个用于扩展的裂缝，在ABAQUS的standard和explicit中定义的方法是不同的。
Standard：在Standard中定义裂缝是比较简单，将裂缝面定义为接触即可。
Explicit：在Explicit中定义裂缝也是需要将裂缝表面定义为接触，不过要定义成粘结属性（cohesive behavior）的接触，由于这个操作不支持CAE界面，所以只能通过keywords来实现*CONTACT CLEARANCE, NAME=clearance_name, SEARCHNSET=bonded_nset_name***SURFACE INTERACTION, NAME=interaction_name*COHESIVE BEHAVIOR*FRACTURE CRITERION..***CONTACT*CONTACT CLEARANCE ASSIGNMENTslave_surface, master_surface, clearance_name*CONTACT PROPERTY ASSIGNMENTslave_surface, master_surface, interaction_name在定义好裂缝以后，还需要定义VCCT的疲劳扩展准则，这一步可以在CAE中实现（以BK为例）：Create Interaction Property: Contact, Mechanical FractureCriterion, Type: VCCT, Mixed mode behavior:BK在定义好这两步后，就可以实现VCCT的功能了。
abaqus疲劳裂纹扩展材料常数
abaqus疲劳裂纹扩展材料常数
在ABAQUS中，疲劳裂纹扩展可以使用Paris定律来描述，该定律表示裂纹扩展速率与应力强度因子之间的关系。
Paris定律的一般形式如下：
da/dN = C*(ΔK)^m
其中，da/dN表示单位循环裂纹扩展量，C和m是材料常数，ΔK 表示应力强度因子范围。
在ABAQUS中，可以通过定义材料的疲劳参数来设置材料常数C和m。
具体步骤如下：
1. 创建材料：在ABAQUS/CAE界面中，选择“材料”模块，创建材料。
2. 定义疲劳参数：在材料属性对话框中，选择“机械”选项卡，在“疲劳”部分定义疲劳参数。
常见的疲劳参数包括裂纹扩展速率曲线、C 值和m值。
3. 设置疲劳分析：在ABAQUS/CAE界面中，选择“分析”模块，创建疲劳分析步。
4. 定义载荷：在疲劳分析步对话框中，设置加载条件，包括载荷大小、加载方式和加载方向。
5. 定义边界条件：在疲劳分析步对话框中，设置边界条件，包括固
定边界条件和约束条件。
6. 运行分析：保存模型并运行分析。
通过以上步骤，可以在ABAQUS中设置材料常数C和m，并进行疲劳裂纹扩展分析。
需要注意的是，具体的材料常数需要根据材料的实际疲劳性能进行确定。
基于ABAQUS裂纹自动扩展二次开发及分析
基于ABAQUS裂纹自动扩展二次开发及分析
马野;许希武;宁晋建
【期刊名称】《飞机设计》
【年(卷),期】2009(29)1
【摘要】基于ABAQUS平台应用Python脚本语言开发了一套裂纹自动扩展程序包,该程序包含有众多子程序,可实现从参数化建模到提交计算,提取并分析结果文件等全部功能。
通过二次开发能避免重复建模,节省分析结果文件等工作所需的大量时间,显著提高工作效率。
该程序可分析并模拟出裂纹扩展轨迹曲线,并已用于飞机壁板裂纹扩展轨迹的分析工作,有一定的工程价值。
【总页数】4页(P21-24)
【关键词】二次开发;裂纹扩展;FEM;应力强度因子;ABAQUS;Python
【作者】马野;许希武;宁晋建
【作者单位】南京航空航天大学结构强度研究所;沈阳飞机设计研究所
【正文语种】中文
【中图分类】V215.2
【相关文献】
1.基于ABAQUS/Franc3D的孔边疲劳裂纹扩展分析 [J], 吴庆涛;龙江
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3.基于FRANC3D和ABAQUS联合仿真三维疲劳裂纹扩展分析及寿命预测 [J], 熊勋;杨莹;汪舟;甘进;王晓丽;盖文岳;李杨
4.基于ABAQUS的疲劳裂纹扩展程序二次开发及应用 [J], 汪万栋;徐元铭;尤超
5.基于ABAQUS二次开发的裂纹扩展模拟 [J], 张文东;樊俊铃;陈莉;吕媛波
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abaqus疲劳裂纹扩展模拟方法
在Abaqus中进行疲劳裂纹扩展模拟通常需要使用ABAQUS/Standard或ABAQUS/Explicit这两个分析模块。
ABAQUS提供了丰富的工具和元素来模拟疲劳裂纹扩展，以下是一个基本的步骤：1. 建模：-使用ABAQUS/CAE（图形用户界面）或ABAQUS脚本语言（Python）创建模型。
确保模型包含准确的几何形状和边界条件。
2. 网格划分：-确保模型的网格划分足够细致，特别是在裂纹尖端区域。
使用ABAQUS 提供的适当类型的网格元素，如二维或三维等元素。
3. 材料定义：-定义材料的力学性质和断裂参数。
在疲劳分析中，通常需要使用合适的疲劳材料参数。
4. 加载和约束：-定义加载和约束条件。
对于疲劳裂纹扩展，通常使用周期性的加载。
加载可以是压力、力、位移等。
5. 疲劳裂纹增长：-使用ABAQUS的断裂力学（XFEM）方法来模拟裂纹的扩展。
你可以使用ABAQUS/Standard的XFEM方法来处理裂纹尖端的应力集中。
6. 结果输出：-设置合适的输出请求以获得关于裂纹扩展和结构响应的信息。
这可能包括应力、应变、位移、裂纹长度等。
7. 迭代分析：-如果需要模拟多个加载循环的疲劳裂纹扩展，你可能需要使用ABAQUS/Standard的循环加载功能，或者通过ABAQUS/Explicit进行显式动态疲劳分析。
8. 后处理：-使用ABAQUS/CAE或Python脚本进行后处理，绘制结果图形，分析裂纹扩展速率等。
请注意，这仅仅是一个基本的指南。
实际应用中，还需要考虑更多因素，如裂纹尖端应力场的准确建模、裂纹扩展准则的选择等。
确保在模拟前仔细阅读ABAQUS文档，并根据具体问题和标准进行模拟设置。
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第３ ３ 卷 第５ 期
２ ０ １ ３ 正
飞
没
圩
Ｖｏ１ ． ３ ３ Ｎｏ．５ ０Ｃ ｔ ２ ０１３
１ ０ 月
ＡＩ ＲＣＲＡＦＴ ＤＥＳ Ｉ ＧＮ
文章编号 ：１ ６ ７ ３ — ４ ５ ９ ９ ［ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ — ０ ０ ２ ７ — ０ ４
基 于ＡＢ Ａ ＱＵＳ的疲 劳 裂 纹 扩 展 程 序 二 次 开 发 及 应 用
ＡＢ ＡＱ Ｕ Ｓ 软 件 是 国际公 认 的 大 型通 用 非 线 性
力 。但是 对 于 传 统有 限元 方法 ，裂 纹 只能 沿 指定
有 限元 计 算 分 析 软 件 之 一 ，广 泛 应 用 于 航 空 航
天 、机 械 制 造 等工 业 和 科 学研 究 领 域 。它 拥 有 大
路 径 扩 展 ；扩 展 有 限元 方 法 虽然 可 以 自动 模 拟 裂 纹 扩 展 轨迹 ，但 不 能得 到 精确 的裂 纹尖 端 应 力强
汪万栋 ，徐 元铭 ，尤 超
（ 北京航空航天大学 航 空科 学与工程学院 ，北 京 １ ０ ０ １ ９ １ ）
摘 要 ：￣ － Ｊ Ｚ Ａ Ｂ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ 有 限元软件平 台，应用 它的脚本接 口二次开发 出一套可以用于 自动计算疲劳 裂纹扩展 的
程序包 。该程 序包 可 以实现参数化有 限元 建模 、访 问输 出数据库及 进行 其他后处理 ，从而避免重复建模及分析
Ｇｒ ｏ ｗｔ ｈ Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ＡＢ ＡＱＵＳ
Ｗ Ａ ＮＧ Ｗａ ｎ — ｄ ｏ ｎｇ ， Ｘ Ｕ Ｙｕ ａ ｎ— ｍｉ ｎ ｇ， Ｙ ＯＵ Ｃｈａ ｏ
（ Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ａｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ａ ｅ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎ ｄ Ａｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ａ ｕ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｂ ｅ ｉ ｊ ｉ ｎ ｇ １ ０ ０ １ ９ １ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
量 不 同 种 类 的 单 元 类 型 、材 料 模 型 和 分 析 过 程 等 ，具 有 强 健 的计 算 功 能 和 广 泛 的模 拟 能 力…。
度 因子等断裂力学参数 。为了得到精确的裂纹尖 端 应 力 强度 因子 ，采 用 传 统有 限元 方法 。但 目前
Ａ Ｂ ＡＱ Ｕ Ｓ 不 具 备 自动裂 纹 扩 展 功 能 ，裂 纹 每 扩展
结果 ，显 著提高分析效率 。最后 ，运用该程序包模拟 了飞机中常用 的整体壁板疲 劳裂纹扩 展轨 迹并 分析了筋条 刚度对裂纹扩展速率 的影 响。 关键词 ：ＡＢ Ａ Ｑ Ｕ Ｓ ￣ －次开发 ；脚本 接 口；疲 劳裂纹扩展
中 图分 类 号 ：Ｖ ２ １ 文 献 标 识 码 ：Ａ
Ｓ ｅ ｃ ｏ ｎ ｄ － Ｄｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｆ ｏ ｒ Ａｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｆａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ Ｃｒ ａ ｃ ｋ
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ｅ ｉｃ ｆ ｉ ｅ ｎｃ ｙ ，ａ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｗａ ｓ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｅ ｄ ｔ ｏ ａ ｕｔ ｏ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｌ ｙ ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｅ ＦＥＭ ｍｏ ｄｅ ｌ ，ａ ｃ ｃ ｅ ｓ ｓ ｏ ｕｔ ｐｕ ｔ ｄａ ｔ ａ ｂ ａ ｓ ｅ ａ ｎｄ
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