abaqus 节点应力 单元应力

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如何使用ABAQUS计算应力强度因子

Simwefanhj（fanhjhj@）

2011.9.9

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问题描述：以无限大平板含有一贯穿裂纹为例，裂纹长度为10mm（2a），

在远场受双向均布拉应力＝100N/mm2。按解析解，此I型裂纹计算出的应力强度因子aKI＝396.23（N.mm-3/2）

以下为使用ABAQUS6.10的计算该问题的过程。

第一步：进入part模块

①建立平板part（2D Planar;Deformation;shell），平板的尺寸相对于裂纹足够大，

本例的尺寸为100×50（mm）。

②使用Partation Face:sketch工具，将part分隔成如图1形式。

图1

第二步：进入property模块

①建立弹性材料；

②截面选择平面问题的solid，homogeneous；

③赋予截面。

第三步：进入Assembly模块

不详述。需注意的是：实体的类型（instance type）选择independent。

第四步：进入mesh模块

除小圈内使用CPS6单元外，其它位置使用CPS8单元离散（图2）。裂纹尖端的

奇异在interaction模块中（图4）考虑。 三角单元CPS6四边形单元CPS8

图2

第五步：进入interaction模块

①指定裂纹special/creak/assign seam，选中示意图3中的黄色线，done！

在ABAQUS中对应力的部分理解

1、三维空间中任一点应力有6个分量yzxzxyzy,,,，，x，在ABAQUS中分别对应S11，S22，S33，S12，S13，S23。

2、一般情况下，通过该点的任意截面上有正应力及其剪应力作用。但有一些特殊截面，在这些截面上仅有正应力作用，而无剪应力作用。称这些无剪应力作用的面为主截面，其上的正应力为主应力，主截面的法线叫主轴，主截面为互相正交。主应力分别以321,,表示，按代数值排列（有正负号）为321。其中321,,在ABAQUS中分别对应Max. Principal、Mid. Principal、Min.

Principal，这三个量在任何坐标系统下都是不变量。

可利用最大主应力判断一些情况：比如混凝土的开裂，若最大主应力（拉应力）大于混凝土的抗拉强度，则认为混凝土开裂，同时通过显示最大主应力的法线方向，可以大致表示出裂缝的开裂方向等。

利用最小主应力，可以查看实体中残余压应力的大小等。

3、弹塑性材料的屈服准则

3.1、Mises屈服准则

22132322212)()()(S 其中s为材料的初始屈服应力。

在三维空间中屈服面为椭圆柱面；在二维空间中屈服面为椭圆。

Mises等效应力的定义为：(牵扯到张量知识)

其中 S为偏应力张量，其表达式为 其中为应力，I为单位矩阵，p为等效压应力（定义如下）：,

也就是我们常见的)(31zyxp。

还可以具体表达为：

其中 , , 为偏应力张量（反应塑性变形形状的变化）。

q在ABAQUS中对应 Mises，它有6个分量（随坐标定义的不同而变化）S11，S22，S33，S12，S13，S23

3.2、Trasca屈服准则

主应力间的最大差值=2k 若明确了321，则有k)(2131，若不明确就需要分别两两求差值，看哪个最大。

重 庆 大 学

课题：Abaqus计算裂纹应力强度因子

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一、 计算裂纹应力强度因子

问题描述：以无限大平板含有一单边裂纹为例，裂纹长度为a=10mm，平板宽度h=30，弹性模量E=210000Pa，泊松比v=0.33，在远场受双向均布拉应力𝛔=𝟏𝟎𝟎𝐦𝐦𝟐。

使用Abaqus计算该问题：

1、 进入part模块

建立平板part，平板的尺寸相对于裂纹足够大，本例尺寸为50x30（mm）；使用Partation Face:sketch工具，将part分隔成如图1形式

图1

2、 进入property模块

建立弹性材料； 截面选择平面问题的solid，homogeneous； 赋予截面。

3、 进入Assembly模块

实体的类型（instance type）选择independent。

4、 进入mesh模块 划分单元格如图2所示。

图2

5、 进入interaction模块

指定裂纹special/creak/assign seam； 生成裂纹crack 1，special/crack/create；special/crack/edit，对两个裂纹进行应力奇异的设置。

6、 进入step模块

在initial步之后建立static，general步；在output/history output requests/create/中创建输出变量。

7、 进入load模块 定义位移和荷载边界，如图3所示。

图3

8、 进入job模块 ，提交计算

Mises应力分布见图4，在.dat文件中（图5）查看应力强度因子。

abaqus梁单元后处理

Abaqus梁单元后处理

Abaqus是一款广泛应用于工程领域的有限元分析软件，其梁单元是常用的一种元素类型。在进行梁单元分析后，需要进行后处理，以便得到更加详细的分析结果。本文将介绍如何进行Abaqus梁单元后处理。

1. 节点位移和反应力的输出

在进行梁单元分析后，需要输出节点的位移和反应力。在Abaqus中，可以通过以下步骤进行输出：

（1）在Abaqus/CAE中打开ODB文件。

（2）选择“Field Output”菜单，然后选择“Node Output”。

（3）在“Node Output”对话框中，选择“U”和“RF”选项，然后点击“OK”按钮。

（4）在ODB文件中，可以找到节点的位移和反应力数据。

2. 应力和应变的输出

在进行梁单元分析后，需要输出梁单元的应力和应变。在Abaqus中，可以通过以下步骤进行输出：

（1）在Abaqus/CAE中打开ODB文件。

（2）选择“Field Output”菜单，然后选择“Element Output”。

（3）在“Element Output”对话框中，选择“S”和“E”选项，然后点击“OK”按钮。

（4）在ODB文件中，可以找到梁单元的应力和应变数据。

3. 梁单元的变形和应力云图的输出

在进行梁单元分析后，需要输出梁单元的变形和应力云图。在Abaqus中，可以通过以下步骤进行输出：

（1）在Abaqus/CAE中打开ODB文件。

（2）选择“Visualization”菜单，然后选择“Deformed Shape”。

（3）在“Deformed Shape”对话框中，选择“Scale Factor”选项，然后设置一个合适的比例因子。

（4）点击“OK”按钮，即可得到梁单元的变形云图。

（5）选择“Visualization”菜单，然后选择“Contour”。

（6）在“Contour”对话框中，选择“S”或“E”选项，然后设置一个合适的颜色范围。