基于abaqus的三维裂纹建模实例
《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。
基于ABAQUS的货叉三维裂纹应力强度因子有限元分析
基于ABAQUS的货叉三维裂纹应力强度因子有限元分析货叉是一种常用于起重机械的重要零件，承受着大量的动态和静态荷载。
在使用过程中，货叉可能会受到裂纹的影响，从而降低其强度和安全性。
因此，对货叉的裂纹应力强度因子进行分析是非常必要的。
裂纹应力强度因子是评估裂纹尖端应力场的参数，它可以用来判断裂纹的扩展情况以及材料的断裂行为。
基于ABAQUS的有限元分析可以用来计算货叉在裂纹尖端处的应力强度因子。
该分析要求以下几个步骤：1. 建立货叉的三维有限元模型：模型要包括真实的几何形状和材料性质。
可以使用ABAQUS提供的建模工具，如Part模块和Assembly模块，来构建模型。
此外，还需考虑货叉的边界条件和加载方式。
2.设置裂纹：在模型中引入裂纹，它可以是表面裂纹或体内裂纹。
可以使用ABAQUS提供的功能来创建裂纹和裂纹前沿。
3.划分网格：为了计算裂纹应力强度因子，需要划分网格并分配单元类型和单元属性。
合理的网格划分可以提高计算精度和效率。
4.应用荷载：根据实际情况，在模型中施加与实际工作状况相对应的荷载。
荷载类型可以包括静态荷载、动态荷载或者其他较为复杂的荷载。
5.运行分析：设置好所有必要的计算参数后，可以运行分析并计算货叉的裂纹应力强度因子。
6.结果分析：根据计算结果，可以评估货叉中裂纹的状态和扩展情况。
一般来说，如果裂纹应力强度因子超过了材料的断裂韧性，则裂纹有可能扩展，从而降低货叉的强度和安全性。
在进行有限元分析时，需要注意模型的合理性和准确性。
同时，还应考虑到材料的非线性特性和可能的影响因素，以获得较为准确的分析结果。
总之，基于ABAQUS的货叉三维裂纹应力强度因子有限元分析可以用来评估货叉中裂纹的状态和扩展情况，为提高货叉的安全性和可靠性提供科学依据。
《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。
利用ABAQUS模拟裂纹.ppt
理论 LEFM Damage
技术方法 debond
cohesive element
collapse element
XFEM
应用类型
脆性断裂
韧性断裂
理 论
1.线弹性断裂力学 （LEFM）
模 型
2.基于牵引分离规则的损伤力学 （damage base traction-separation laws）
基于abaqus模拟热障涂层裂纹的 技术与方法
提纲
• 背景及目的 • abaqus简介 • 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。
xfem在abaqus中的操作步骤实例结果开裂前开裂后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特点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thankyouforyourlistening
abaqus 技术
1.debond 2.cohesive element 3.collapes element 4.XFEM
1. debond
在abaqus中的操作步骤：
在分析步 之前设置 initial condition
ABAQUS裂纹分析例子
Analysis of a Deep Single Edge Notch Crack in a PlateThis example demonstrates the use of the "deep crack" capability in ZENCRACK with both sides of the crack modelled. In this type of analysis, in addition to inserting crack-blocks into the mesh, ZENCRACK separates other standard elements to form parts of the crack face.The example consists of a simple mesh of a square plate under prescribed end loading (displacement boundary condition). The full plate is modelled even though the geometry and loading is symmetric. A schematic of the geometry and loading is shown in Figure QA16-1.Figure QA16-1 - Square plate with single edge notchF.E. Mesh for the Uncracked ComponentThe finite element model for the uncracked component is shown in Figure QA16-2. The mesh consists of a 4x4x1 grid of elements. The crack is to be inserted by replacing elements 7 and 11. The nodes used to define crack orientation for each of these elements are shown in Figure QA16-3.To extend the crack faces outside the crack-blocks, it is required that elements 8 and 12 are split.ABAQUS Input Deck for the Uncracked ComponentThe ABAQUS input deck for the uncracked component is given in listing 1. The following points should be noted :1.PropertiesThe material property name ZCRMAT has been used toallow ZENCRACK to extract Young’s modulus andPoisson ratio from the uncracked mesh.ZENCRACK Input and OutputThe ZENCRACK input file is shown in listing 2. The analysis output file is shown in listing 3.The following points are specific to the "deep crack" definition :Input record 3 : 2 2 2 0.25 1 0 1Item 7, ISPLIT, is set to 1 to indicate that one split set is to be defined.Input record 3c : 1This indicates that there is 1 element pair in the split set.Input record 3d : 8 12This indicates that elements 8 and 12 are to be split.Figure QA16-2 - Uncracked mesh - element numbersFigure QA16-3 - Uncracked mesh - element 7 and 11 Nodes for crack front orientationFigure QA16-4 - Cracked meshFigure QA16-5 - Cracked mesh - displaced plotFigure QA16-6 - Cracked mesh - "lower left" region - displaced plot LISTING 1File: a16uc01.inpDescription: ABAQUS input file for uncracked component*HEADINGQA16 - 4x4x1 mesh*PREPRINT,ECHO=NO,HISTORY=NO,MODEL=NO*RESTART,WRITE*ELEMENT,TYPE=C3D20,ELSET=EALL1 12 7 6 26 27 32 31 126 127 128 129 130 131 132133 134 135 136 1372 23 8 7 27 28 33 32 384 376 385 127 386 380 387131 135 381 383 1363 34 9 8 28 29 34 33 373 374 375 376 377 378 379380 381 382 371 3834 45 10 9 29 30 35 34 388 389 365 374 390 391 368378 382 392 372 3715 26 27 32 31 51 52 57 56 130 131 132 133 302 213 224303 402 403 404 4056 27 28 33 32 52 53 58 57 386 380 387 131 211 203 212213 403 419 421 4047 28 29 34 33 53 54 59 58 377 378 379 380 200 201 202203 419 420 417 4218 29 30 35 34 54 55 60 59 390 391 368 378 219 220 192201 420 422 418 4179 51 52 57 56 76 77 82 81 302 213 224 303 238 216 227239 304 217 218 23010 52 53 58 57 77 78 83 82 211 203 212 213 214 207 215216 217 208 210 21811 53 54 59 58 78 79 84 83 200 201 202 203 204 205 206207 208 209 198 21012 54 55 60 59 79 80 85 84 219 220 192 201 221 222 195205 209 223 199 19813 76 77 82 81 101 102 107 106 238 216 227 239 240 241 242243 244 245 246 24714 77 78 83 82 102 103 108 107 214 207 215 216 294 290 295241 245 291 293 24615 78 79 84 83 103 104 109 108 204 205 206 207 287 288 289290 291 292 285 29316 79 80 85 84 104 105 110 109 221 222 195 205 296 297 282288 292 298 286 285*NODE1 0.0000 0.0000 0.00002 2.5000 0.0000 0.00003 5.0000 0.0000 0.00004 7.5000 0.0000 0.00005 10.0000 0.0000 0.00006 0.0000 2.5000 0.00007 2.5000 2.5000 0.00008 5.0000 2.5000 0.00009 7.5000 2.5000 0.000010 10.0000 2.5000 0.000026 0.0000 0.0000 2.500027 2.5000 0.0000 2.500028 5.0000 0.0000 2.500029 7.5000 0.0000 2.500030 10.0000 0.0000 2.500031 0.0000 2.5000 2.500032 2.5000 2.5000 2.500033 5.0000 2.5000 2.500034 7.5000 2.5000 2.500035 10.0000 2.5000 2.500051 0.0000 0.0000 5.000052 2.5000 0.0000 5.000053 5.0000 0.0000 5.000054 7.5000 0.0000 5.000055 10.0000 0.0000 5.000056 0.0000 2.5000 5.000057 2.5000 2.5000 5.000058 5.0000 2.5000 5.000059 7.5000 2.5000 5.000060 10.0000 2.5000 5.000076 0.0000 0.0000 7.500077 2.5000 0.0000 7.500078 5.0000 0.0000 7.500079 7.5000 0.0000 7.500080 10.0000 0.0000 7.500081 0.0000 2.5000 7.500082 2.5000 2.5000 7.500083 5.0000 2.5000 7.500084 7.5000 2.5000 7.500085 10.0000 2.5000 7.5000 101 0.0000 0.0000 10.0000 102 2.5000 0.0000 10.0000 103 5.0000 0.0000 10.0000 104 7.5000 0.0000 10.0000 105 10.0000 0.0000 10.0000 106 0.0000 2.5000 10.0000 107 2.5000 2.5000 10.0000 108 5.0000 2.5000 10.0000 109 7.5000 2.5000 10.0000 110 10.0000 2.5000 10.0000 126 1.2500 0.0000 0.0000 127 2.5000 1.2500 0.0000 128 1.2500 2.5000 0.0000129 0.0000 1.2500 0.0000 130 1.2500 0.0000 2.5000 131 2.5000 1.2500 2.5000 132 1.2500 2.5000 2.5000 133 0.0000 1.2500 2.5000 134 0.0000 0.0000 1.2500 135 2.5000 0.0000 1.2500 136 2.5000 2.5000 1.2500 137 0.0000 2.5000 1.2500 192 8.7500 2.5000 5.0000 195 8.7500 2.5000 7.5000 198 7.5000 2.5000 6.2500 199 10.0000 2.5000 6.2500 200 6.2500 0.0000 5.0000 201 7.5000 1.2500 5.0000 202 6.2500 2.5000 5.0000 203 5.0000 1.2500 5.0000 204 6.2500 0.0000 7.5000 205 7.5000 1.2500 7.5000 206 6.2500 2.5000 7.5000 207 5.0000 1.2500 7.5000 208 5.0000 0.0000 6.2500 209 7.5000 0.0000 6.2500 210 5.0000 2.5000 6.2500 211 3.7500 0.0000 5.0000 212 3.7500 2.5000 5.0000 213 2.5000 1.2500 5.0000 214 3.7500 0.0000 7.5000 215 3.7500 2.5000 7.5000 216 2.5000 1.2500 7.5000 217 2.5000 0.0000 6.2500 218 2.5000 2.5000 6.2500 219 8.7500 0.0000 5.0000 220 10.0000 1.2500 5.0000 221 8.7500 0.0000 7.5000 222 10.0000 1.2500 7.5000 223 10.0000 0.0000 6.2500 224 1.2500 2.5000 5.0000 227 1.2500 2.5000 7.5000 230 0.0000 2.5000 6.2500 238 1.2500 0.0000 7.5000 239 0.0000 1.2500 7.5000 240 1.2500 0.0000 10.0000 241 2.5000 1.2500 10.0000 242 1.2500 2.5000 10.0000243 0.0000 1.2500 10.0000 244 0.0000 0.0000 8.7500 245 2.5000 0.0000 8.7500 246 2.5000 2.5000 8.7500 247 0.0000 2.5000 8.7500 282 8.7500 2.5000 10.0000 285 7.5000 2.5000 8.7500 286 10.0000 2.5000 8.7500 287 6.2500 0.0000 10.0000 288 7.5000 1.2500 10.0000 289 6.2500 2.5000 10.0000 290 5.0000 1.2500 10.0000 291 5.0000 0.0000 8.7500 292 7.5000 0.0000 8.7500 293 5.0000 2.5000 8.7500 294 3.7500 0.0000 10.0000 295 3.7500 2.5000 10.0000 296 8.7500 0.0000 10.0000 297 10.0000 1.2500 10.0000 298 10.0000 0.0000 8.7500 302 1.2500 0.0000 5.0000 303 0.0000 1.2500 5.0000 304 0.0000 0.0000 6.2500 365 8.7500 2.5000 0.0000 368 8.7500 2.5000 2.5000 371 7.5000 2.5000 1.2500 372 10.0000 2.5000 1.2500 373 6.2500 0.0000 0.0000 374 7.5000 1.2500 0.0000 375 6.2500 2.5000 0.0000 376 5.0000 1.2500 0.0000 377 6.2500 0.0000 2.5000 378 7.5000 1.2500 2.5000 379 6.2500 2.5000 2.5000 380 5.0000 1.2500 2.5000 381 5.0000 0.0000 1.2500 382 7.5000 0.0000 1.2500 383 5.0000 2.5000 1.2500 384 3.7500 0.0000 0.0000 385 3.7500 2.5000 0.0000 386 3.7500 0.0000 2.5000 387 3.7500 2.5000 2.5000 388 8.7500 0.0000 0.0000 389 10.0000 1.2500 0.0000 390 8.7500 0.0000 2.5000391 10.0000 1.2500 2.5000392 10.0000 0.0000 1.2500402 0.0000 0.0000 3.7500403 2.5000 0.0000 3.7500404 2.5000 2.5000 3.7500405 0.0000 2.5000 3.7500417 7.5000 2.5000 3.7500418 10.0000 2.5000 3.7500419 5.0000 0.0000 3.7500420 7.5000 0.0000 3.7500421 5.0000 2.5000 3.7500422 10.0000 0.0000 3.7500*NSET,NSET=BASE1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 126 127 128 129 365 373374 375 376 384 385 388 389*NSET,NSET=TOP101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 240 241 242 243 282 287288 289 290 294 295 296 297*NSET,NSET=FIX151 56*NSET,NSET=FIX251*NSET,NSET=NOUTBASETOPFIX1FIX2*ELSET,ELSET=EOUT1*MATERIAL,NAME=ZCRMAT*ELASTIC200000,0.3*SOLID SECTION,ELSET=EALL,MATERIAL=ZCRMAT*BOUNDARYFIX1,1FIX2,2*STEP*STATIC*BOUNDARYTOP,3,3,0.01BASE,3,3,-0.01*EL PRINT,ELSET=EOUT*NODE PRINT,NSET=NOUT,TOTAL=YESRF*END STEPLISTING 2File: a16c05.zcrDescription: Input file for analysis of the initial configuration## ZENCRACK Q.A. Example #16## Uncracked mesh:a16uc01.inp# Job id:a16c05r0 1 0 3 2 0 02 2 2 0.25 1 0 1st111x5.sup7 54 53st111x5.sup11 59 5818 120.5 0.50.5 0.510 11LISTING 3File: a16c05r.repDescription: Output file for analysis of the initial configuration***************************************************************************** ** ZENCRACK is proprietary software of: ** ** ZENTECH INTERNATIONAL LTD., ** 103 Mytchett Road, ** Mytchett, ** Camberley, ** Surrey, ** GU16 6ES, ** GREAT BRITAIN ** Tel. (+44) 1252 376388 ** Fax. (+44) 1252 376389 ***********************.uk ** Web ** ****************************************************************************** ** The following system has been licensed: ** ** Program : ZENCRACK ** Version : 6.0 ** Release date : 09-NOV-1998 ** License type : Commercial ** Interface to : MARC & ABAQUS **** This system is licensed to: ** ** Company : Zentech International Limited ** Address : 103 Mytchett Road ** Camberley ** Surrey GU16 6ES ** U.K. ** Phone : +44 1252 376388 ** Fax : +44 1252 376389 ** Computer : PC ** ******************************************************************************** .zcr input file for analysis : ** E:\zencrack\qa16\a16c05 ** ** Date of analysis (D-M-Y) : 21-11-1998 ** Start time (H-M-S) : 15:18:40 ** *****************************************************************************INPUT RECORD 1***************UNCRACKED MESH : a16uc01.inp JOBNAME IS : E:\zencrack\qa16\a16c05rINPUT RECORD 2***************NUMBER OF DEBUG MODULES = 0WARNING FLAG = 1DISTORTION FLAG = 0F.E. CODE FLAG = 3RUN TYPE = 2READ RESTART = 0WRITE RESTART = 0PROGRAM WILL NOT STOP IF A WARNING IS ISSUEDELEMENT DISTORTION PARAMETERS WILL NOT BE CALCULATEDF.E. ANALYSIS USING ABAQUS 5.4 OR LATERNO DATA WILL BE READ FROM A RESTART FILENO DATA WILL BE WRITTEN TO RESTART FILESRUN TYPE 2 INDICATES :- ANALYSIS OF THE INITIAL CRACK ONLY OR FULL CRACK GROWTH ANALYSIS- EACH FE ANALYSIS SHOULD BE LINEAR ELASTIC- LOADING IS PROPORTIONAL(i.e. ENERGY RELEASE RATES CAN BE PROCESSED FROM ONLY THE FIRSTANALYSIS INCREMENT)INPUT RECORD 3***************NUMBER OF CRACK-BLOCKS TO BE INCLUDED = 2FLAG FOR INTERMEDIATE STEP DURING MAPPING OF CRACK-BLOCKS INTO THEMESHICONFO = 2 FLAGS TWO STAGE MAPPING OF CRACK-BLOCKS INTO THE MESHFLAG FOR COLLAPSED ELEMENT MODIFICATION AFTER MAPPINGIFIXER = 2 FLAGS LOCAL MODIFICATION OF CRACK FRONT ELEMENTS AFTERMAPPING"QUARTER POINT NODE" PARAMETER. VALID RANGE IS 0.25 TO 0.5,WITH 0.25 FOR QUARTER-POINT NODES AND 0.5 FOR MIDSIDE NODES.VALUE READ FOR QPR IS 0.2500VALUE USED FOR QUARTER POINT PARAMETER IS 0.2500FLAG FOR GENERATING EXTRA CRACK FRONT ELEMENT SETSICFSET HAS BEEN SET TO 1 - EXTRA ELEMENT SETS WILL BE GENERATED. SETSARE :CFACEn FOR ELEMENTS ON THE FACE(S) OF CRACK FRONT nCFRONTn FOR CRACK FRONT ELEMENTS OF CRACK FRONT nFLAG FOR GENERATING EXTRA CRACK RELATED NODE SETSINDSET HAS NOT BEEN SET TO 1,2 OR 12 - NO EXTRA NODE SETS WILL BEGENERATEDNUMBER OF SETS OF ELEMENTS TO BE SPLIT FOR CRACK FACES OF DEEP CRACKS= 1BIAS FACTOR NOT RELEVANT - ICONFO NOT SET TO 3USING DEFAULT VALUE FOR CONMIDF : 0.90000***WARNINGVALUE OF QUARTER POINT NODE PARAMETER HAS BEEN RESET TO 0.26TO AVOID POSSIBLE NUMERICAL PROBLEMS (INSIDE OUT ELEMENTS) WHENEXACTLY 0.25 IS USED.MINIMUM VALUE ALLOWED WITHOUT RESETTING IS 0.252.USE -0.25 TO FORCE A VALUE OF EXACTLY 0.25.CRACK-BLOCK NUMBER 1READ FROM FILE p:\009-zencrack\temptest\install\crack\st111x5.sup THIS CRACK-BLOCK REPLACES ORIGINAL ELEMENT 7CRACK PLANE IN MESH DEFINED BY CORNER NODES 54 53CRACK-BLOCK NUMBER 2READ FROM FILE p:\009-zencrack\temptest\install\crack\st111x5.sup THIS CRACK-BLOCK REPLACES ORIGINAL ELEMENT 11CRACK PLANE IN MESH DEFINED BY CORNER NODES 59 58SETS FOR SPLITTING ELEMENTS ON DEEP CRACK FACES1 PAIR OF ELEMENTS DEFINED FOR SET 1ELEMENT PAIR FOR THIS SET IS :8 & 12INPUT RECORD 4***************CRACK-BLOCK NUMBER 1RATIO OF CRACK LENGTH TO CRACK-BLOCK EDGE 1 LENGTH IS .50000E+00RATIO OF CRACK LENGTH TO CRACK-BLOCK EDGE 2 LENGTH IS .50000E+00RING SIZE NOT RELEVANT - ICONFO NOT SET TO 3CRACK-BLOCK NUMBER 2RATIO OF CRACK LENGTH TO CRACK-BLOCK EDGE 1 LENGTH IS .50000E+00RATIO OF CRACK LENGTH TO CRACK-BLOCK EDGE 2 LENGTH IS .50000E+00RING SIZE NOT RELEVANT - ICONFO NOT SET TO 3INPUT RECORD 5***************VALUE OF IPROG = 1NO USER SUBROUTINE REQUIREDINPUT RECORD 6***************NO FATIGUE CRACK GROWTH PREDICTIONS ARE REQUESTEDINPUT RECORD 10***************FACTORS ON APPLIED LOAD TO GIVE CYCLIC LOAD RANGEFACTOR TO GIVE MINIMUM LOAD = 0.00000E+00FACTOR TO GIVE MAXIMUM LOAD = 0.10000E+01INPUT RECORD 12***************FLAG FOR ABAQUS CONTOUR SELECTION FOR PROCESSINGNUCONT = 1 : USE CONTOUR 1 TO CALCULATE GmaxABAQUS CONTOUR INTEGRAL OPTIONJITYPE = 0 : *CONTOUR INTEGRAL OPTION SPECIFIES J-INTEGRALCALCULATIONSJVCE = 0 : *CONTOUR INTEGRAL WILL SPECIFY CRACK EXTENSIONDIRECTIONSNUMBER OF CONTOURS TO BE EVALUATED BY ABAQUSNCONT IS SET TO THE DEFAULT VALUE - 3 CONTOURS*NORMAL AT ENDS OF CRACK FRONTSJSNORM = 0 : *NORMAL AT ENDS OF CRACKS WILL BE USED***WARNINGUSE OF CONTOUR 1 VALUES IS NOT RECOMMENDEDYOU SHOULD COMPARE CONTOUR 1 VALUES WITH RESULTS FOR HIGHER CONTOURSFINAL INPUT RECORD******************ELEMENT DISTORTION PARAMETERS WILL NOT BE CALCULATED (IDIST=0 ON CARD2)--------------------------------------------------------------------------------END OF READ FROM .ZCR FILE--------------------------------------------------------------------------------***INFORMATION : WARNINGS WHILE READING .ZCR INPUT DATA2 warning messages generated while reading .ZCR data***INFORMATION : MATERIAL PROPERTY DATAZCRMAT material property defined on *MATERIAL input :*MATERIAL,NAME=ZCRMAT*ELASTICYoungs modulus= 0.200000E+06 Poisson ratio= 0.30000Temperature= 0.00***INFORMATION : CRACK FRONT DEFINITIONCrack front 1 Side 1 Side 2C.B. Element C.B. Element1 72 11***INFORMATION : NODES FOR SPLIT SET 1ORIGINAL NODE NODE ON OPPOSITE FACE INITIAL COORDINATES (X,Y,Z)54 1633 0.75000E+01 0.00000E+000.50000E+0155 1634 0.10000E+02 0.00000E+000.50000E+0159 1635 0.75000E+01 0.25000E+010.50000E+0160 1636 0.10000E+02 0.25000E+010.50000E+01192 1637 0.87500E+01 0.25000E+010.50000E+01201 1638 0.75000E+01 0.12500E+010.50000E+01219 1639 0.87500E+01 0.00000E+000.50000E+01220 1640 0.10000E+02 0.12500E+010.50000E+01***INFORMATION : CRACK FRONT NODE LISTSCrack front number 1472 541 588 636 673 724 777 816 861908 973***INFORMATION : CONTOURS AND Gmax EVALUATION FOR EACH CRACK FRONTCrack front 1 has 3 contours : Gmax evaluated using contour 1***INFORMATION : ANALYSIS DESCRIPTIONSingle finite element analysis (IRUN=2) with no fatigue crack growth--------------------------------------------------------------------------------ZENCRACK 6.0 : Zentech International Ltd. Date of analysis :21-11-1998Licensed to : Zentech International LimitedLicense type : CommercialInput ref. : E:\zencrack\qa16\a16c05 Output ref. : E:\zencrack\qa16\a16c05r --------------------------------------------------------------------------------RESULTS FOR FINITE ELEMENT ANALYSIS NUMBER 1--------------------------------------------------------------------------------NEW MESH WRITTEN.SYSTEM TIME IS (H,M,S) 15:18:47ELAPSED TIME IS (H,M,S) 0: 0: 7J-INTEGRAL VALUES FROM ABAQUS OUTPUT FILE, SET 1**************************************************ANALYSIS USED ABAQUS VERSION 5.8-1CRACK SET NODE CONTOUR 1 CONTOUR 2 CONTOUR 31 1 1 0.16840E+01 0.16330E+01 0.16450E+011 12 0.19440E+01 0.19600E+01 0.19550E+011 1 3 0.20310E+01 0.19690E+01 0.19740E+011 1 4 0.19990E+01 0.20210E+01 0.20200E+011 1 5 0.21040E+01 0.20360E+01 0.20370E+011 1 6 0.20210E+01 0.20440E+01 0.20430E+011 1 7 0.21030E+01 0.20360E+01 0.20370E+011 1 8 0.19990E+01 0.20210E+01 0.20200E+011 1 9 0.20300E+01 0.19690E+01 0.19740E+011 1 10 0.19450E+01 0.19600E+01 0.19550E+011 1 11 0.16830E+01 0.16340E+01 0.16450E+011 2 1 0.25790E+01 0.25020E+01 0.25200E+011 2 2 0.29790E+01 0.30030E+01 0.29950E+011 2 3 0.31110E+01 0.30170E+01 0.30240E+011 2 4 0.30620E+01 0.30960E+01 0.30950E+011 2 5 0.32230E+01 0.31200E+01 0.31210E+011 2 6 0.30970E+01 0.31310E+01 0.31300E+011 2 7 0.32220E+01 0.31200E+01 0.31210E+011 2 8 0.30630E+01 0.30960E+01 0.30950E+011 2 9 0.31100E+01 0.30170E+01 0.30240E+011 2 10 0.29800E+01 0.30030E+01 0.29950E+011 2 11 0.25790E+01 0.25030E+01 0.25210E+011 3 1 0.31630E+01 0.30700E+01 0.30910E+011 32 0.36550E+01 0.36840E+01 0.36740E+011 3 3 0.38150E+01 0.37000E+01 0.37100E+011 3 4 0.37570E+01 0.37980E+01 0.37970E+011 3 5 0.39530E+01 0.38270E+01 0.38280E+01 1 3 6 0.37990E+01 0.38410E+01 0.38390E+01 1 3 7 0.39530E+01 0.38270E+01 0.38280E+01 1 3 8 0.37570E+01 0.37980E+01 0.37970E+01 1 3 9 0.38150E+01 0.37010E+01 0.37100E+01 1 3 10 0.36550E+01 0.36840E+01 0.36740E+01 1 3 11 0.31630E+01 0.30710E+01 0.30920E+01 1 4 1 0.33650E+01 0.32670E+01 0.32900E+01 1 42 0.38900E+01 0.39200E+01 0.39100E+01 1 43 0.40600E+01 0.39380E+01 0.39480E+01 14 4 0.39980E+01 0.40420E+01 0.40410E+01 1 45 0.42060E+01 0.40720E+01 0.40740E+01 1 46 0.40430E+01 0.40870E+01 0.40860E+01 1 47 0.42060E+01 0.40720E+01 0.40740E+01 1 48 0.39980E+01 0.40420E+01 0.40410E+01 1 49 0.40600E+01 0.39380E+01 0.39480E+01 1 4 10 0.38900E+01 0.39200E+01 0.39100E+01 1 4 11 0.33660E+01 0.32680E+01 0.32910E+01 1 5 1 0.31620E+01 0.30700E+01 0.30910E+01 1 5 2 0.36550E+01 0.36840E+01 0.36740E+01 1 5 3 0.38150E+01 0.37000E+01 0.37100E+01 1 5 4 0.37570E+01 0.37980E+01 0.37970E+01 1 5 5 0.39520E+01 0.38270E+01 0.38280E+01 1 5 6 0.38000E+01 0.38410E+01 0.38390E+01 1 5 7 0.39520E+01 0.38270E+01 0.38280E+01 1 5 8 0.37570E+01 0.37980E+01 0.37970E+01 1 5 9 0.38150E+01 0.37010E+01 0.37100E+01 1 5 10 0.36550E+01 0.36840E+01 0.36740E+01 1 5 11 0.31630E+01 0.30710E+01 0.30920E+01 1 6 1 0.25770E+01 0.25020E+01 0.25200E+01 1 6 2 0.29800E+01 0.30030E+01 0.29950E+01 1 6 3 0.31100E+01 0.30170E+01 0.30240E+01 1 6 4 0.30630E+01 0.30960E+01 0.30950E+01 1 6 5 0.32220E+01 0.31200E+01 0.31210E+01 1 6 6 0.30980E+01 0.31310E+01 0.31300E+01 1 6 7 0.32220E+01 0.31200E+01 0.31210E+01 1 6 8 0.30620E+01 0.30960E+01 0.30950E+01 1 6 9 0.31100E+01 0.30170E+01 0.30240E+01 1 6 10 0.29800E+01 0.30030E+01 0.29950E+01 1 6 11 0.25790E+01 0.25030E+01 0.25210E+01 1 7 1 0.16810E+01 0.16330E+01 0.16450E+01 1 7 2 0.19450E+01 0.19600E+01 0.19550E+01 1 7 3 0.20290E+01 0.19690E+01 0.19740E+01 1 7 4 0.19990E+01 0.20210E+01 0.20200E+01 1 7 5 0.21020E+01 0.20360E+01 0.20370E+011 7 6 0.20220E+01 0.20430E+01 0.20430E+011 7 7 0.21030E+01 0.20360E+01 0.20370E+011 7 8 0.19990E+01 0.20210E+01 0.20200E+011 7 9 0.20300E+01 0.19690E+01 0.19740E+011 7 10 0.19450E+01 0.19600E+01 0.19550E+011 7 11 0.16830E+01 0.16340E+01 0.16450E+01DATA FOR CRACK FRONT 1***********************ENERGY RELEASE RATE SET 1 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.16840E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 0.86603E+002 0.20310E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 0.86603E+003 0.21040E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 0.86603E+004 0.21030E+01 -0.50000E+00 0.95367E-06 0.86603E+005 0.20300E+01 -0.50000E+00 -0.95370E-06 0.86603E+006 0.16830E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 0.86603E+00ENERGY RELEASE RATE SET 2 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.25790E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 0.64279E+002 0.31110E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 0.64279E+003 0.32230E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 0.64279E+004 0.32220E+01 -0.76604E+00 0.14611E-05 0.64279E+005 0.31100E+01 -0.76604E+00 -0.14612E-05 0.64279E+006 0.25790E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 0.64279E+00ENERGY RELEASE RATE SET 3 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.31630E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 0.34202E+002 0.38150E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 0.34202E+003 0.39530E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 0.34202E+004 0.39530E+01 -0.93969E+00 0.17923E-05 0.34202E+005 0.38150E+01 -0.93969E+00 -0.17924E-05 0.34202E+006 0.31630E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 0.34202E+00ENERGY RELEASE RATE SET 4 ALONG CRACK FRONT 1 - 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基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及应用
基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件及应用摘要：裂纹扩展仿真软件是材料力学领域中重要的工具之一。
本文介绍了一种基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件的开发和应用。
该软件结合ABAQUS的强大有限元分析功能和裂纹扩展理论，能够模拟裂纹在不同材料中的扩展过程，并可以用于评估裂纹扩展的速率、路径和影响因素等。
通过实例分析，展示了该软件在材料工程中的应用价值。
关键词：ABAQUS；裂纹扩展；仿真软件；应用1. 引言裂纹扩展是一种材料破坏的典型形式，对材料的强度、可靠性以及使用寿命有重要影响。
因此，对裂纹扩展的研究具有重要意义。
传统的实验方法虽然可以获得一些关于裂纹扩展的数据，但是实验周期长、成本高，不能满足大规模数据收集和分析的需求。
裂纹扩展仿真软件的开发就能够解决这一问题。
2. 基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件开发ABAQUS是一款功能强大的有限元分析软件，可以模拟材料的力学行为。
基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件利用ABAQUS的有限元方法，采用计算机辅助设计和数值计算方法，结合裂纹扩展理论，实现了裂纹扩展过程的模拟。
软件开发的核心是建立裂纹扩展模型。
首先，根据实际应用需求和研究目的，选取合适的材料模型，提取材料力学性质的参数。
然后，根据裂纹扩展行为的实际情况，选择适当的裂纹模型，并设计计算网格。
考虑到裂纹扩展过程中应力场的复杂性，需通过迭代计算得到裂纹尖端处的应力强度因子。
最后，计算得到裂纹扩展速率，并更新裂纹形貌。
3. 基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件应用基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件在材料工程领域中有着广泛的应用。
以下是一些典型的应用场景：3.1 裂纹扩展速率评估该软件可以模拟不同材料中的裂纹扩展过程，并可以根据计算结果评估裂纹扩展的速率。
通过对不同材料的裂纹扩展机制和速率的仿真，可以为材料的设计和改良提供参考。
3.2 裂纹扩展路径分析裂纹扩展仿真软件还能够模拟裂纹在材料中的传播路径。
对于复杂结构和材料，通过仿真软件可以预测裂纹传播的路径，并为结构强度和寿命分析提供依据。
《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，广泛应用于各种复杂问题的模拟，包括裂纹扩展等。
本文旨在介绍基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件的开发背景、技术原理、软件特点及具体应用。
二、软件背景及技术原理1. 软件背景ABAQUS作为一款高级的有限元分析软件，拥有丰富的材料模型和广泛的工程应用。
基于其强大的计算能力和灵活的建模工具，裂纹扩展仿真软件得以开发，用于模拟和分析材料在受到外力作用时裂纹的扩展过程。
2. 技术原理该软件主要基于有限元法和断裂力学理论进行裂纹扩展仿真。
首先，通过建立三维有限元模型，将材料划分为多个小单元。
然后，根据断裂力学理论，设定材料的本构关系和断裂参数。
在外力作用下，软件根据材料特性和断裂参数模拟裂纹的萌生、扩展及止裂过程。
三、软件特点1. 丰富的材料模型：ABAQUS提供了丰富的材料模型，可满足不同材料的仿真需求。
2. 强大的计算能力：软件具备高效的计算能力，可快速完成裂纹扩展的仿真分析。
3. 灵活的建模工具：用户可根据实际需求灵活建立有限元模型，包括复杂的三维模型。
4. 准确的模拟结果：基于断裂力学理论，软件可准确模拟裂纹的萌生、扩展及止裂过程。
5. 友好的用户界面：软件具备友好的用户界面，方便用户进行操作和结果查看。
四、应用领域基于ABAQUS的裂纹扩展仿真软件广泛应用于以下领域：1. 航空航天：用于模拟飞机、火箭等航空航天器部件的裂纹扩展过程，为结构设计提供依据。
2. 汽车制造：用于分析汽车零部件的裂纹扩展行为，提高产品的安全性能。
3. 土木工程：用于模拟建筑结构、桥梁等工程结构的裂纹扩展过程，评估结构的耐久性和安全性。
4. 材料科学：用于研究不同材料的裂纹扩展特性，为新材料的设计和开发提供支持。
五、具体应用案例以某航空发动机部件为例，该部件在长期使用过程中可能出现裂纹扩展现象，严重影响发动机的性能和安全。
abaqus 断裂图文实例
abaqus 断裂图文实例在abaqus中创建裂纹1. create part，如图1所示:图12. 进入草图模式，创建一矩形板，点鼠标中键2次退出草图模式，点击Partition Face: Sketch,再次进入草图模式，创建一条seam，如图2所示:图213. 在草图模式下，创建4个半圆(为以后定义裂纹及mesh 做准备)，如图3所示:图34. 退出part模块，进入property模块，create material，create section，assign section，此过程不再细述。
(材料定义为线弹性即可)5. 进入assembly模块，create instance;进入step模块，create step，默认选择即可，不需要改动。
d6. 进入interaction模块，点击special——crack——assign seam，按住shift键，选择3段直线段作为seam(见图4)，然后点击special——crack——create，给裂纹起名，continue，选择内部小圆区域作为first contour region，选择圆心作为crack tip region，用向量q表示裂纹扩展方向(需输入向量起点和终点坐标)，进入edit crack菜单，定义裂尖奇异性，见图5所示，相关内容请参考abaqus manual，定义完成的裂纹见图6所示。
图4 2图5图67. 进入step模块，点击history output manager，点击edit，进入edit history output request菜单，设置见图7所示，详细内容请参考abaqus manual。
8. 进入load模块，定义外力及边界条件，定义好后见图8所示，此过程不再细述。
3图7图849. 进入mesh模块，设置边种子(根据建模情况考虑)，最内部用三角形单元，外层用四边形单元，最后效果如图9所示，此过程不再细述。
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ABAQUS XFEM Tutorial: 3D Edge Crack Written By: Matthew Jon Pais, University of Florida (2010)
Website:
Email: mpais@, matthewjpais@
Creating the Uncracked Domain
1. Open ABAQUS/CAE 6.9 or later.
2. Double click on Parts. Enter name as Solid, Modeling Space is 3D, Type is Deformable, Base Feature is Solid and Approximate Size is 5. Click Continue.
3. Use the rectangle tool to draw a square from (-2,-2) to (2,2). Click Done. Enter 4 for the depth. Click Ok.
4. Double click on Materials. Enter name as Aluminum. Click on Mechanical, then Elasticity, then Elastic. Enter Young's modulus as 70 GPa and Poisson's ratio as 0.33. Click on Mechanical, then Damage for Traction Separation laws, then Maxps Damage. Enter a value of 500 MPa. From the Suboptions menu click on Damage Evolution. Enter Displacement at Failure as 1. Click Ok. Click Ok.
5. Double click on Sections. Name as Main. Accept default settings by clicking Continue. Select Aluminum as material. Click Ok.
6. Expand Parts then expand Solid. Double click on Section Assignments. Select the domain. Click Done. Accept default settings. Click Ok.
7. Expand Solid. Double click on Mesh. From the top menu select Seed, then Edge By Number. Select the Domain. Click Done. Enter 21 as Number of elements along the edges. Hit Enter. Click Done.
8. From the top menu select Mesh, then Controls. Select Hex, Structured. Click Ok. From the top menu select Mesh, then Part. Click Yes.
9. Expand Assembly. Double click on Instances. Select Solid. Accept default settings by clicking Ok.
Creating the Cracked Domain
1. Double click on Parts. Enter name as Crack, Modeling Space is 3D, Type is Deformable, Base Feature is Shell, Type is Extrusion and Approximate Size is 5. Click Continue.
2. Draw a line from (-2,0) to (-1,0). Click Done. Enter 4 for depth. Click Ok.
3. Expand Assembly, then double click on Instances. Select Crack. Accept default settings by clicking Ok.
4. Double click on Interactions. Click Cancel. From top menu click Special, then Crack, then Create. Name as EdgeCrack, Type is XFEM. Click Continue. Select the uncracked domain as the Crack Domain. On the menu which appears, Specify the Crack Location by clicking on the line signifying the crack. Click Ok.
5. Double click on Interactions. Enter name as Growth. Select Initial Step and Types for Selected Step as XFEM Crack Growth. Click Continue. XFEM Crack should have EdgeCrack. Click Ok.
Create the Boundary Conditions and Loads
1. Double click on Steps. Enter Name as Loading. Accept default setting and click Continue. Accept default settings and click Ok.
2. Double click on Loads. Enter name as TopPressure, Category is Mechanical, Type is Pressure. Click Continue. Select the top edge of the domain. Click Done. Enter -1 as Magnitude, other settings are default. Click Ok.
3. Repeat step 2 for the bottom edge of the domain, entering the name as BottomPressure.
4. Double click on BCs. Enter name as FixedBREdge, Step is Initial, Category is Mechanical, Types for Selected Step is Displacement/Rotation. Click on the bottom right edge through the thickness of the domain. Click Done. Set U1, U2 and UR3 to zero. Click Ok.
5. Repeat step 4 for the top right corner of the domain. Enter name as RollerTRC. Set U1 and UR3 to zero.
6. Expand Field Output Requests, double click on F-Output-1. Expand the Failure/Fracture options and check the box next to PHILSM, Level set value phi. Click Ok. This will allow you to view the level set function defining the crack.
Solving the System of Equations
1. Double click on Jobs. Enter name as EdgeCrack3D. Click Continue. Accept default settings by clicking Ok.
2. Expand Jobs. Right click on EdgeCrack3D and click Submit.
3. Right click on EdgeCrack3D, click Results to view results.。