ABAQUS中的断裂力学及裂纹分析总结
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abaqus 外侧钢筋 断裂应变
abaqus 外侧钢筋断裂应变
在Abaqus中，外侧钢筋的断裂应变是指钢筋在受力作用下达到
破坏应变的情况。
钢筋的断裂应变通常是在材料拉伸过程中发生的，当钢筋受到的拉伸应力超过其承载能力时，就会发生断裂。
在Abaqus中，我们可以通过建立适当的材料模型和加载条件来模拟外
侧钢筋的断裂应变。
在进行有限元分析时，我们需要考虑外侧钢筋的材料特性、几
何形状以及受力情况。
首先，我们需要选择合适的钢筋材料模型，
比如弹塑性模型或者本构模型，来描述钢筋的应力-应变关系。
其次，我们需要考虑外侧钢筋的截面形状和尺寸，以及其在混凝土构件中
的具体位置和受力情况。
这些信息将有助于我们建立准确的有限元
模型。
在Abaqus中，我们可以通过定义合适的加载条件来模拟外侧钢
筋的受力情况，比如施加拉伸载荷或者模拟混凝土构件在受力过程
中的变形和裂缝扩展。
通过对外侧钢筋的受力情况进行分析，我们
可以得到钢筋的应力分布情况，进而确定钢筋的断裂应变。
除了单纯的应力-应变分析外，我们还可以考虑外侧钢筋在混凝
土构件中的变形和破坏情况。
通过综合考虑钢筋和混凝土的相互作用，可以更全面地理解外侧钢筋的断裂应变情况。
总之，在Abaqus中，我们可以通过建立准确的有限元模型，定义合适的材料模型和加载条件，来模拟外侧钢筋的断裂应变情况。
这将有助于工程师们更好地理解钢筋在混凝土构件中的受力行为，从而指导工程实践并提高结构的安全性和可靠性。
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23.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。
图7 图89.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。
图910.进入job模块，起名并提交运算，最后的应力云图如图10所示。
XFEM总结
一、 ABAQUS 中XFEM 的实现（基于牵引分离规则的损伤力学理论）1、选择模型中可能出现裂纹的区域，将其单元设置为具有扩展有限元性质的富集单元；2、选择合适的破坏准则，使得单元在达到条件时发生破坏，裂纹得以扩展。
二、 ABAQUS 中XFEM 的简化1、富集单元内不能存在两条裂缝，说明ABAQUS 放弃了两个形函数带来的耦合问题，所以ABAQUS 中不能模拟分叉裂缝；2、在计算过程中会发现裂缝是不能停留在单元内部，说明ABAQUS 放弃了单元内部对裂尖的描述；3、ABAQUS 在计算XFEM 的损伤时采用的是基于能量释放率的Paris 法则，虽然这是基于弹塑性断裂力学的经典手段，但由于承认了裂尖位置的塑性效应，使得在模拟损伤时也只能对低周疲劳能有比较好的近似。
三、 破环准则——最大主应力准则：1、破坏法则（用以控制损伤的起始）max max max max 0,0,0σσσσ<⎧⎫<>=⎨⎬>⎩⎭0max σ为最大临界主应力（通过实验给定，武汉岩土所为320Pa ），为了避免纯压缩状态下发生损伤。
当上式f 范围为0<f<1+f tol ，其中f tol为一个公差，默认为0.05，当f>1+f tol时，认为达到损伤断裂准则，开始起裂。
2、Damage Evolution损伤演化（用以控制损伤的发展情况）（1）Damage Evolution 中的所有选项是用来确定单元达到强度极限以后的刚度降阶方式，包括基于位移损伤演化规律和基于能量损伤演化规律（武汉岩土所给定基于能量）。
（2）软化定义：线性软化、指数软化、表格定义软化曲线（武汉岩土所为指数软化）（3）Mixed-mode definitiona. 接触点处的正常和剪切分离的相对比例定义了该点处的模式混合。
b.定义等效断裂能释放率：BK准则：（武汉岩土所为软化BK准则，幂指数为2.284，断裂能释放率各向同性均为28）Power准则：Reeder准则（仅适用于三维问题，且Gц≠Gш时最为适用）：3、损伤稳定系数：用以改善收敛，一般取1E-5。
2016新编abaqus 断裂图文实例
2016新编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2 13. 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。
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。
abaqus损伤准则总结
ABAQUS中有四种初始断裂准则:在高应变速率下变形时，有shear failure和tensile failure（旋压用不到，不再介绍）对于断裂延性金属：可以选用A:韧性准则（ductile criteria）和B:剪切准则（shearcriteria）对于缩颈不稳定性可以使用（钣金）：C:FLD、FLSD、M-K以及MSFLD对于铝合金、镁合金以及高强钢在变形过程中会出现不同机制的断裂，可能会将以上准则联合起来进行使用。
损伤的感念如下图所示：1.韧性断裂准则中提供的韧性断裂准则需要输入的参数为：1.1ABAQUS断裂应变；应力三轴度；应变速率要测量不同应力三轴度下的断裂应变需要进行大量的实验，这是不可取的。
Hooputra et al,2004通过实验和理论推导得到了在定应变速率下，断裂应变和应力三轴度的关系：公式中：：应力三轴度。
即平均应力和屈服应力的比值；为等双轴拉伸时的应力三：等双轴拉伸时，断裂时的等效塑性应变，轴度，其值为2/3；为等双轴压缩时的应：等双轴压缩时，断裂时的等效塑性应变，力三轴度，其值为-2/3；因此，为了得到断裂时等效塑性应变和应力三轴度的关系，只需要求出和参数三个参数即可。
根据方程已得到不同应力三轴度下的断、裂应变。
、和在一个应变速率下只需要三组数据，就可以求出方程中的。
帮助文件中的建议：ABAQUS==2/3方程一（是不是：例如在杯突试验中，应力三轴度为已知量杯突实验和等双轴拉伸的变形时等效的，杯突实验如何在高温下进行，能否用双向拉伸实验代替？）=此时，通过对进行杯突实验的板料印制网格，可以得到其成形极限（。
）：例如三点弯曲试验中，应力三轴度为已知量（印制方程二=0.57735。
网格测量，具体如何测量不是很清楚）：例如在单轴拉伸实验中，应力三轴度为已知量=0.333方程三。
平均应力为屈服应力的三分之一。
SIMUWE论坛中的建议：这个应该通过单轴拉伸实验、压缩实验和纯剪切实验。
abaqus损伤准则总结
損傷失效模型簡介■ ABAQUS提供的金屬損傷失效模理♦离應變率玻壊Shear failuretensile failure♦礼傥成核、戎長與合徉之破壤Ductile damageJohn-Cook (J-C) damage♦剪力帶破壞Shear damage♦飯金成型破壞Forming limit diagram (FLD) damageForming limit stress d agram (FLSD) darrageMarciniak-Kuczynski (M-K) damage Muschenbom・Sonne forming limitdiagram (MSFLD) damageABAQUS中有四种初始断裂准则：在高应变速率下变形时，有shear failure和tensile failure (旋爪川不到，不再介绍)对于断裂延性金属：可以选用A:韧性准则(ductile criteria)和B:明切准则(shearcriteria)对于缩颈不稳定性可以使用(锻金)：C:FLD、FLSD、M・K以及MSFLD对于铝合金、镁合金以及岛强钢在变形过程中会出现不同机制的断裂，可能会将以上准则联合起来进行使用。
损伤的感念如下图所示:Ductile damage概念說明卑軸向拉仲试驗之真賞應力禺變的绿1・韧性断裂准则中提供的韧性断裂准则需要输入的参数为:1.1 ABAQUS断裂应变；应力三轴度；应变速率要测量不同应力三轴度下的断裂应变需要进行大量的实验，这是不可取的。
Hooputia et汶2004通过实验和理论推导得到了在定应变速率下，断裂应变和应力三轴度的关系：才 sinh[Mi（7? 对]+ 巧sinh[A\）（?7 “1）]sinh[fco（T|- - 帀+）]公式中：：应力三轴度。
即平均应力和屈服应力的比值;为等双轴拉伸时的应力三：等双轴拉伸时，断裂时的等效塑性应变，轴度，其值为2/3；为等双轴圧缩时的应：等双轴圧缩时，断裂时的等效塑性应变，力三轴度，其值为・2/3：因此，为了得到断裂时等效塑性应变和应力三轴度的关系，只需要求出和参数三个参数即可。
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 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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 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.33650E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.38147E-062 0.40600E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.00000E+003 0.42060E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.00000E+004 0.42060E+01 -0.10000E+01 0.19073E-05 0.38147E-065 0.40600E+01 -0.10000E+01 -0.19074E-05 0.00000E+006 0.33660E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.00000E+00ENERGY RELEASE RATE SET 5 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.31620E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 -0.34202E+002 0.38150E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 -0.34202E+003 0.39520E+01 -0.93969E+00 0.00000E+00 -0.34202E+004 0.39520E+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 6 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.25770E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 -0.64279E+002 0.31100E+01 -0.76604E+00 0.00000E+00 -0.64279E+003 0.32220E+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 7 ALONG CRACK FRONT 1 - from contour 1 N G-LOCAL NX NY NZ1 0.16810E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 -0.86603E+002 0.20290E+01 -0.50000E+00 0.00000E+00 -0.86603E+003 0.21020E+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+00GMAX DISTRIBUTION FOR CRACK FRONT 1N GMAX VALUES DIRECTION (X,Y,Z)1 0.33653E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.49112E-032 0.40600E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.22922E-033 0.42062E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.25253E-034 0.42061E+01 -0.10000E+01 0.19073E-05 0.31615E-045 0.40599E+01 -0.10000E+01 -0.19074E-05 -0.13273E-076 0.33662E+01 -0.10000E+01 0.00000E+00 -0.20204E-07G SUMMARY : MODE I CONVERSION FROM G TO K USING: K =SQRT(ExG/(1-NuxNu))THESE ARE PLANE STRESS AND PLANE STRAIN K VALUESN GMAX VALUES K, Nu=0.000 K, Nu1 0.33653E+01 0.82040E+03 0.86002E+032 0.40600E+01 0.90111E+03 0.94463E+033 0.42062E+01 0.91720E+03 0.96148E+034 0.42061E+01 0.91718E+03 0.96146E+035 0.40599E+01 0.90110E+03 0.94461E+036 0.33662E+01 0.82051E+03 0.86013E+03------------ ------------ ------------MEAN: 0.38773E+01 0.87958E+03 0.92205E+03------------ ------------ ------------MIN.: 0.33653E+01 0.82040E+03 0.86002E+03 AT N = 1MAX.: 0.42062E+01 0.91720E+03 0.96148E+03 AT N = 3N NODE NO. CURRENT COORDS (AT WHICH Gmax IS CALCULATED)1 472 0.62500E+01 0.12482E-04 0.50000E+012 588 0.62500E+01 0.50000E+00 0.50000E+013 673 0.62500E+01 0.10000E+01 0.50000E+014 777 0.62500E+01 0.15000E+01 0.50000E+015 861 0.62500E+01 0.20000E+01 0.50000E+016 973 0.62500E+01 0.25000E+01 0.50000E+01SUMMARY OF LOADING******************REPORTS OF MAXIMUM AND MINIMUM ENERGY RELEASE RATE VALUES,DELTA sqrt(G), DELTA K AND CRACK GROWTH DIRECTION VECTORS(DELTA K0 = PLANE STRESS VALUE, DELTA Knu = PLANE STRA IN VALUE)CRACK FRONT 1MAXIMUM Gmax MINIMUM Gmax DELTA sqrt(G) DELTA K0 DELTA Knu1 0.33653E+01 0.00000E+00 0.18345E+01 0.82040E+03 0.86002E+032 0.40600E+01 0.00000E+00 0.20150E+01 0.90111E+03 0.94463E+033 0.42062E+01 0.00000E+00 0.20509E+01 0.91720E+03 0.96148E+034 0.42061E+01 0.00000E+00 0.20509E+01 0.91718E+03 0.96146E+035 0.40599E+01 0.00000E+00 0.20149E+01 0.90110E+03 0.94461E+036 0.33662E+01 0.00000E+00 0.18347E+01 0.82051E+03 0.86013E+03DIRECTION (X,Y,Z)1 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.49112E-032 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.22922E-033 -0.10000E+01 0.00000E+00 0.25253E-034 -0.10000E+01 0.19073E-05 0.31615E-045 -0.10000E+01 -0.19074E-05 -0.13273E-076 -0.10000E+01 0.00000E+00 -0.20204E-07***ANALYSIS COMPLETE***NO CRACK GROWTH REQUESTED。
abaqus6.11一个从初学到精通粘弹性的分析的经验积累
问题积累（待续）1.abaqus如何调整图例的大小，就是云图左上角那个图框，字太小了看不清！！直接设置图例的字体大小就可以：工具栏viewport>viewport annotation options>legend(选项卡)>text(选项)>set font(按钮)>size，修改size选项中的数字，就可以修改图例大小了。
2.cohesive element ＡＢＡＱＵＳ在6.11使用cohesive element，定义cohesive材料属性的时候主要步骤：1.定义一个材料的名字，比如cohesive，不要去定义任何属性（弹性，弹塑性等等）。
2.打开工具栏model--edit keywords，在inp中手动添加材料的各种属性。
PS: 定义section的时候选cohesive，element control选sweep，element type选cohesive，这些是使用cohesive element的基本步骤。
zero thickness的cohesive section设定abaqus所谓的zero-thickness，其实就是定义cohesive section的initial thickness=1.0。
你可以在定义section的时候定义（specify），也可以用系统默认的thickness（也是1.0），这样有关cohesive element 的计算当中，就有displacement（位移）=strain（应变）*thickness ( 1.0 )=strain的数值。
我们知道从1914年Ingless和1921年Griffith提出断裂力学开始，一直到60年代都停留在线弹性断裂力学(LEFM)的层次。
后来由於发现在裂纹尖端进入塑性区后用LEFM仍然无法解决stress singularity的问题。
1960年由Barenblatt 和Dugdale率先提出了nonlinear/plastic fracture mechnics的概念，在裂纹前端引入了plastic zone,这也就是我们现在用的 cohesive fracture mechnics的前身。
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也许要暂别simwe一段时间了，在论坛获益良多，作为回报把自己这段时间在ABAQUS断裂方面的一些断断续续的心得整理如下，希望对打算研究断裂的新手有一点帮助，大牛请直接跳过。
本贴所有内容均为原创，转贴请注明，谢谢。
引言：我们知道从1914年Ingless和1921年Griffith提出断裂力学开始，一直到60年代都停留在线弹性断裂力学(LEFM)的层次。
后来由於发现在裂纹尖端进入塑性区后用LEF仍然无法解决stress singularity的问题。
1960年由Barenblatt 和Dugdale率先提出了nonlinear/plastic fracture mechnics的概念，在裂纹前端引入了plastic zone,这也就是我们现在用的cohesive fracture mechnics的前身。
当时这个概念还没引起学术界的轰动。
直到1966年Rice发现J-integral及随后发现在LEFM中J-integral是等于energy release rate的关系。
随后在工程中发现了越来越多的LEFM无法解释的问题。
cohesive fracture mechnics开始引起更多的关注。
在研究以混凝土为代表的quassi-brittle material时，cohesive fracture mechnics提供了非常好的结果，所以在70年代到90年代，cohesive fracture mechnics被大量应用于混凝土研究中。
目前比较常用的方法主要是fictitious crack approach和effective-elastic crack approach或是称为equivalent-elastic crack approach. 其中fictitious crack approach只考虑了Dugdale-Barenblatt energymechanism而effective-elastic crack approach只考虑了基於LEFM的Griffith-Irwinenergy dissipation mechanism，但作了一些修正。
做裂纹ABAQUS有几种常见方法。
最简单的是用debond命令, 定义*FRACTURE CRITERION, TYPE=XXX,参数。
***DEBOND, SLAVE=XXX, MASTER=XXX, time increment=XX0,1,……......time,0要想看到开裂特别注意需要在指定的开裂路径上定义一个*Nset，然后在*INITIAL CONDITIONS, TYPE=CONTACT中定义master, slave, 及指定的Nset这种方法用途其实较为有限。
例子如图[本帖最后由 yaooay 于 2008-10-31 00:48 编辑]debond example.png(157.24 KB, 下载次数: 488)另一种方法，在interaction模块，special, 定义crack seam, 网格最好细化，用collapse element 模拟singularity. 这种方法可以计算J积分，应力强度因子等常用的断裂力学参数.裂尖及奇异性定义:在interaction-special,先定义crack, 定义好裂尖及方向, 然后在singularity选择：midside node parameter: 输入0.25, 然后选Collapsed element side, duplicate nodes，8节点单元对应(1/r)+(1/r^1/2)奇异性。
这里midside node parameter选0.25对应裂尖collapse成1/4节点单元。
如果midside nodes 不移动到1/4处, 则对应(1/r)奇异性, 适合perfect plasticity的情况.网格划分:裂尖网格划分有一些技巧需要注意，partition后先处理最外面的正方形，先在对角线和边上布点，记住要点constraint, 然后选第三个选项do not allow the number of elements to change 不准seed变化，密度可以自己调整. 最里面靠近圆的正方形可以只在对角线上布点. 也可以进一步分割内圆及在圆周上布点. 里面裂尖周围的内圆选free mesh, element type选cps6或者cpe6，外面四边形选sweep mesh, element type选cps8或者cpe8, 记住把quad下那个缩减积分的勾去掉。
例子如图[本帖最后由yaooay 于2008-10-31 00:53 编辑]mesh.png(13.5 KB, 下载次数: 93)von Mises.png(19.72 KB, 下载次数: 72) 2Dcrack.png(31.35 KB, 下载次数: 68)von Mises at crack tip.PNG(15 KB, 下载次数: 64)这种方法的几个值得注意的问题，见不少朋友问过。
主要是对断裂力学的理解问题。
1．为什么设置理想弹塑性(epp)分析的时候得到的xx,yy方向或者最大应力值Sxx, Syy会超过材料的屈服强度Sy呢, 这分析结果可能吗？这是因为在ABAQUS中对应等于材料的屈服强度的是von Mises等效应力Se=Sy，因此在平面应变的条件下，xx方向的应力Sxx=Sy*pi/SRQT(3)>Sy, 而Syy=Sy*(2+pi)/SRQT(3), 大概是3倍的屈服应力。
所以得到大于材料的屈服强度的xx及yy方向应力是正常的。
2．为什么设置collapse element的时候对弹性分析在中间就一个点而要把单元边上的中点移到1/4处，但弹塑性分析却要在中间设置一圈点并且保持单元边上的中点位置不变呢？这个其实不是随便定的，在有限元中分析裂纹时，对弹性分析需要模拟裂尖1/SQRT(r)的奇异性，这样在把单元边上的中点移到1/4处后计算出来的等参单元拉格郎日型函数对应的u field正好包含1/ SQRT(r)项，事实上这一方法在断裂力学的数值模拟发展史上是很巧妙的一个发现，至今仍然被广泛采用。
至于理想弹塑性分析需要模拟裂尖1/r的奇异性, 这样大家都知道在把单元边上的点放在到1/2处后计算出来的正常的等参单元拉格郎日型函数对应的u field包含1/ r项, 可以模拟弹塑性分析需要的裂尖1/r的奇异性。
所以在看似动手点几下就能实现的分析模式后面有很清楚漂亮的理论作支持。
也可以使用python控制seam尺寸,然后移动partition和网格，我也没尝试过。
但有一些学者有类似的结果：FRANC/FAM - A software system for the prediction of crack propagation.In: Journal of Structural Engineering 26, No. 1, 1999, pp. 39-48.再不就是用一些专业的断裂力学软件如zencrack，感兴趣的可以自己看看：.au/publications/2355/DSTO-TR-1158.pdf还有就是比较新的cohesive element单元。
我仔细读了ABAQUS cohesive element的理论帮助，个人意见ABAQUS的cohesive element采用的是广泛应用于混凝土的类似fictitious crack的方法。
只考虑了Dugdale-Barenblatt energy mechanism。
这其中softening law 的影响是非常重要的。
但ABAUQS似乎只提供了linear 或者exponential 的softening law，复杂的本构关系还需要另想办法。
至於基于Griffith-Irwin energy dissipation mechanism的J-integral值可以在LEFM分析中单独算。
(ABAQUS用的是Suo Zhigang 和Hutchinson在1990一篇论文中提出的方法) 目前cohesive fracture mechnics已经被应用于各种材料。
不过在使用到纳米或者更小数量级的研究中碰到了不少问题，可能需要结合位错和分子动力学的一些理论。
现有的cohesive element单元需要定义damage initiation和evolution的准则，softening 准则目前好像只有linear和exponential，但对一般材料也够用了。
然后通过设置后处理display group可以看到裂纹扩展情况。
裂纹扩展不是ABAQUS的强项，目前比较方便的只能用cohesive element，我做过几个模型效果还可以，但对应的参数需要一定的实验数据支持，否则做出来了也不知道对不对。
要注意geometric thickness和constitutive thickness；material stiffness和interfacial stiffness的区别以及厚度与精度的影响。
Cohesive element的核心主要是TS-Law，无论里面的数据如何选取，厚度如何变化，cohesive element的表现取决于TS-Law 的定义。
具体dava的popo10已经给过详细的解释的讨论，可以搜索他们的帖子。
如图是我做的3d cohesive element interfacial crack 的例子。
[本帖最后由yaooay 于2008-10-31 01:04 编辑]3D interfacial cohesive element crack.png(27.24 KB, 下载次数: 81)cohesive element layer failure.png(33.29 KB, 下载次数: 50)另外自己可以编写cohesive Uel, 以便更加灵活的定义cohesive element的T-S law, 也有不少人做过,基本流程如下，源程序抱歉我不方便贴上来。
C SUBROUTINE UEL(RHS,AMATRX,SVARS,ENERGY,NDOFEL,NRHS,NSVARS,1 PROPS,NPROPS,COORDS,MCRD,NNODE,U,DU,V,A,JTYPE,TIME,DTIME,2 KSTEP,KINC,JELEM,PARAMS,NDLOAD,JDLTYP,ADLMAG,PREDEF,NPREDF,3 LFLAGS,MLVARX,DDLMAG,MDLOAD,PNEWDT,JPROPS,NJPROP,PERIOD)CINCLUDE 'ABA_PARAM.INC'CDIMENSION RHS(MLVARX,*),AMATRX(NDOFEL,NDOFEL),PROPS(*),1 SVARS(*),ENERGY(8),COORDS(MCRD,NNODE),U(NDOFEL),2 DU(MLVARX,*),V(NDOFEL),A(NDOFEL),TIME(2),PARAMS(*),3 JDLTYP(MDLOAD,*),ADLMAG(MDLOAD,*),DDLMAG(MDLOAD,*),4 PREDEF(2,NPREDF,NNODE),LFLAGS(*),JPROPS(*)DIMENSION C_COOR(3,8), R_COOR(3,8),R_F(24)DIMENSION R_MATRX(24,24),ANGLE(3,9),R_DUX(4),R_DUY(4),R_DUZ(4)DIMENSION TN(4),TT_2(4),TT_3(4),STFN(4),STFT_2(4),STFT_3(4)DIMENSION AX(3,2),AY(3,2),AZ(3,2),AB(3,2)DIMENSION PMID(3,2),R_U(3,8),R_DU(3,8)C INITIALIZE LOCAL VARIABLESC INITIALIZE THE STIFFNESS MATRIX AND RESIDUAL FORCE ARRAYC CALCULATE THE CURRENT ELEMENT GEOMETRYC DEFINE ROTATION ANGLES BETWEEN LOCAL AND GLOBAL SYSTEMC COMPUTE LOCAL ELEMENAL COORDINATE SYSTEMC COMPUTE COORDINATES IN LOCAL COORDINATE SYSTEMC COMPUTE RELATIVE DISP. IN LOCAL COOR. SYSTEMC COMPUTE LOCAL STIFFNESS AND NODAL TRACTIONSC---------------------------------------------------------------C COMPUTE THE LOCAL STIFFNESS AND NODAL TRACTIONS FOR NODE PAIR 1 AND 5, 2 AND 6, 3 AND 7, 4 AND 8C---------------------------------------------------------------C CHECK IF CRITICAL DISP. IS REACHEDC CHECK ENERGY FRACTURE CRITERIONC-----------------------------------------------------------------------------C CALCULATE THE RESIDUAL FORCE AND THE STIFFNESS MATRIXC END OF MAIN CODEC SUBROUTINES感觉掌握好以上这些方法这些对ABAQUS的断裂分析应该算是比较完善了，个人见解难免有偏差，不足之处欢迎牛人补充。