abaqus—fracture

1、基于基于abaqusabaqus模擬熱障涂層裂紋的模擬熱障涂層裂紋的技術(shù)與方法技術(shù)與方法時時 間：間：20122012年年1111月月2727日日提綱提綱 背景及目的背景及目的 abaqus簡介簡介 abaqus中四種模擬裂紋技術(shù)的簡介及實例中四種模擬裂紋技術(shù)的簡介及實例 下一步計劃下一步計劃 研究方向：CMAS對熱障涂層失效的影響。 CMAS主要是影響熱障涂層應(yīng)力和溫度分布，從而影響熱障涂層脫落速度。 熱障涂層脫落主要是由熱障涂層中的裂紋狀況決定。 有限元是將實際情況和理論聯(lián)系起來最有效的工具之一。通過對各種軟件和技術(shù)的分析和實驗找出適合于模通過對各種軟件和技術(shù)的分析和實驗找出適合于模擬熱障

2、涂層裂紋的軟件和技術(shù)擬熱障涂層裂紋的軟件和技術(shù)目的：目的：背景及目的背景及目的 Chen X. Surface & Coatings Technology, 2006, 200: 3418-3427. abaqus能提供從熱障涂層建模到有限元計算這整個過程所需的軟件支持 abaqus最擅長于動態(tài)非線性分析 abaqus操作簡單，使用方便abaqus簡介簡介 理論理論 技術(shù)方法技術(shù)方法應(yīng)用類型應(yīng)用類型LEFMDamagedebondcohesive elementcollapse elementXFEM脆性斷裂脆性斷裂韌性斷裂韌性斷裂1.線彈性斷裂力學(xué)（LEFM）2.基于牽引分離規(guī)則的損

3、傷力學(xué)（damage base traction-separation laws） 理論模型理論模型1.debond2.cohesive element3.collapes element4.XFEMabaqus 技術(shù)技術(shù)在分析步在分析步之前設(shè)置之前設(shè)置initial condition在分析步在分析步中設(shè)置中設(shè)置debond的的條件條件實現(xiàn)實現(xiàn)裂紋裂紋擴展擴展模擬模擬1. debond在在abaqus中的操作步驟：中的操作步驟：實例：實例：開裂前：開裂前： 開裂后：開裂后：結(jié)果：結(jié)果： 需預(yù)置裂紋和裂紋擴展路徑 只適合于模擬脆性裂紋 能輸出裂紋擴展時的能量釋放率特點:給給part設(shè)定設(shè)定co

4、hesive屬屬性斷裂準則性斷裂準則和厚度和厚度2. Cohesive element實現(xiàn)實現(xiàn)裂紋裂紋模擬模擬建立一個建立一個連接兩個連接兩個部件的部件的part在在abaqus中的操作步驟：中的操作步驟：實例：實例： 開裂前： 開裂后：結(jié)果：結(jié)果： 適合模擬脆性或韌性裂紋 能輸出裂紋擴展時的能量釋放率 不一定要設(shè)置預(yù)置裂紋 只能沿預(yù)定裂紋擴展路徑擴展特點:設(shè)置預(yù)制設(shè)置預(yù)制裂紋的擴裂紋的擴展方向，展方向，裂紋尖端裂紋尖端的奇異性的奇異性參數(shù)參數(shù)實現(xiàn)實現(xiàn)裂紋裂紋擴展擴展模擬模擬3. Collapes element在在abaqus中的操作步驟：中的操作步驟：實例：實例： 開裂前： 開裂后： 參數(shù)設(shè)置復(fù)雜 需預(yù)置裂紋 裂紋可沿任意路徑擴展 可模擬韌性或脆性裂紋 裂紋擴展距離有限特點:設(shè)置斷裂準則和預(yù)值裂紋模擬裂紋開裂和擴展4. XFEM在在abaqus中的操作步驟：中的操作步驟：實例：實例：結(jié)果：結(jié)果： 開裂前： 開裂后： 不一定要設(shè)置預(yù)置裂紋 裂紋可沿任意路徑擴展 不能輸出裂紋擴展過程中的能量釋放率特點:結(jié)論結(jié)論 由于熱障涂層的裂紋大部分是脆性裂紋，研究中能量釋放率是一個重要的參考指標，同時考慮操作過程難易情況，因此選擇abaqus中的debond技術(shù)來模擬C