ABAQUS計算J積分細節(jié)

1、ABAQUS計算J積分細節(jié)Abaqus計算J積分，主要是指派裂紋及定義裂紋的方向，同時在step中的歷程Step中輸出裂紋參量:J積分的理解:在abaqus中的J積分的理解：我個人覺得J積分表征塑形疲勞損傷的參量，可以避開裂紋尖端塑形區(qū)域的不可計算的特性。同時J積分的計算數(shù)值與積分路徑無關(guān)。以下為六個計算數(shù)值：積分點123456J積分1.2581.4751.5071.5161.5201.525積分次數(shù)從以上圖例可以看出J積分數(shù)值區(qū)域穩(wěn)定。疑問：為何計算多個積分點，是否最后的穩(wěn)定數(shù)值就是需要計算的J積分數(shù)值？J積分應(yīng)該是數(shù)值，而不是多個不同的數(shù)值。我個人覺得最后的穩(wěn)定數(shù)值應(yīng)該是需要計算的積分數(shù)值

2、。從dat文件到inp文件，找到積分區(qū)域。691.000(a.ooaa701.ooaoa.Doaa711,OOQQCL000072i.mou.汕M?31.oooo0.0000741.0000瓦堿鋁1.oooo0.0000941.000Ua.ooaa非i.mo.E0000哭1.oooo0.00009T1.OOCJO0.00009S1,00000,D000pickseted12以及pickseted13都是節(jié)點4,坐標(biāo)如圖所示，在cad模型中的位置如箭頭指向，即裂紋尖端。詳細的需要看一下abaqus幫助文檔，關(guān)于J積分的計算細節(jié)。積分點的個數(shù)的意義我還沒有搞清楚。對于應(yīng)力強度因子K，表征裂紋尖端受

3、力的一個參量，在裂紋尖端的應(yīng)力場的一定范圍內(nèi)，不同的節(jié)點計算數(shù)值大體是相同的。求中JJ目制岐飛福附近點的極姿晶丁小、J詢.力生n叫-mit.3104115HJh可叫10!5*ftMl*i.*應(yīng)為的*出計算應(yīng)力強度因子：可以利用abaqus直接輸出，也可以利用公式計算應(yīng)力強度因子，以下為利用有限元法計算應(yīng)力強度因子：鐵據(jù)I埴裂蚊尖端附近的應(yīng)力公式(10-18t*NT*日)=77了一用Li，?-1,2R中，%上巴*弓,，弓二%,九產(chǎn)1一蚯耳；盛工？_)Yu-eras1+sin-aiu/&：N/t4堀一，兇，CM號匚用。限元法求出它力仃小代入式(1卡7幻，可虛制府方強建因子區(qū)信心一般苗責(zé)取90樁.即

4、到維線上期威力%計算后】為好，此時，、Kt=crrvnr-IM5Q式10-50；只袍貌繾尖婚時近處(r-0)港確.在南開裂線尖端硝迅處，應(yīng)力強度庫子不拆.更常損”冏此，足在附裂紋曲取不罰的演算此應(yīng)力.代入式15-50)將判對立制后工破后r作Ki#直設(shè)t外推到胴地樨蛾上，可神到所要求悔心時由于的計算公式只在t將近于零時才鹿牌.所以在覆故蟲卷需要用根糠的間格，峭息I燈算容進，否陽精度臂到凄啊口計算應(yīng)力強度因子：KFACTORESIIATESCRE的IECRKFFCNTNODISE.TC0NT0UFL1235K-0UTFUT-LJT/O-1-E-El5dcagE軌45J7.45dSLg爾L3建;-2

5、.555-1.117-0.7133T.5知-CL5435l!TSDIRECTIONgE&Li.,：Jil2374O.ld-93d.i2d2d-1131JfroinKa二0,KL5gL4551.481.512L51?K1：&.K2:ti.151!TT5D1RECTIHN(BBG);-4.0S74L-QZJfromKz：1.519LAB5LS國E畫iCBIi信IffiABOVETABLE從上圖可以看出，計算應(yīng)力強度應(yīng)力的點與計算J積分的點是一致的。Abaqus計算的應(yīng)力強度因子為裂尖處的應(yīng)力強度因子。下面我們利用有限元法計算y=0處的應(yīng)力強度因子，最后外推到裂尖處的應(yīng)力強度因子。選取不同的半徑r值

6、計算得到的應(yīng)力強度因子如下表所示：R0.20.40.60.81.01.21.41.6K647557583575585586594600Abaqus計算J積分注意事項：一、Interaction模塊預(yù)制裂紋（步驟：菜單/special/crack/assignseam）注意：并不是作裂紋分析都要定義seam，如果你的裂紋不是一條縫，而是一個缺口，則不需要assignseam，直接走下一步（定義裂紋）就行。創(chuàng)建裂紋（步驟：菜單/special/crack/create，type：contourintegral）crackfront：crackfront是用來定義第一圍線積分的區(qū)域，2D下我們可以選

7、擇包圍裂尖點的面，3D則選擇包圍裂尖線的面；另外還有一種定義crackfront的方法，就是直接選擇裂尖點（2D）或裂尖線3D），用這個方法定義crackfront不需要再定義下一步的cracktip/line，比較簡便，兩種方法算出的結(jié)果沒有明顯的差別，其實只是影響積分路線的問題，但是J積分值是路徑無關(guān)的，看個人喜好吧cracktip/line：這個比較好理解就是裂尖點（2D）或線（3D），如果我們在上一步中用方法二定義crackfront，這一步就直接跳過了crackextensiondirection（定義裂紋擴展方向）：這里定義的其實是一個虛擬的裂紋擴展方向，定義了這個參考方向后，我們

8、才能通過輸出的角度判斷裂紋擴展方向，可以通過兩種方法：（1）qvector：輸入一個方向，用來作為計算裂紋的擴展方向的參考方向；（2）normaltocrackplane：crackplane表示裂紋的對稱面（當(dāng)裂紋在一個平面內(nèi)時，可能需要分開定義多個裂紋），這種方法下我們只需定義裂紋面的法線方向，通過（t表示裂紋尖端的切線），會在每個節(jié)點得出一個q方向；（3）注意：q的方向?qū)敵龅膽?yīng)力強度因子，J積分等都會有影響，一般情況下，q最好在裂紋平面內(nèi)，且垂直于裂尖線的切線，否則算出的應(yīng)力強度因子，J積分值等等在不同圍線積分中會差別較大。二、step模塊定義好了裂紋相關(guān)參數(shù)后，我們需要返回step模

9、塊定義輸出變量：步驟：菜單/output/historyoutputrequests/create，domain：crack，可以輸出的值包括：J-integral，Ct-integral，stressintensityfactor，T-stressJ-integral：用于應(yīng)變率無關(guān)材料的準(zhǔn)靜態(tài)分析過程，包括線彈性，非線性彈性，彈塑性材料（單調(diào)加載工況）的靜態(tài)分析。J-integral的優(yōu)點是和積分路徑無關(guān)，從而可以避開尖端塑性區(qū)的影響。Ct-integral：用于蠕變分析（一般較少用到）應(yīng)力強度因子：（1）只能用于分析線彈性材料，表示裂紋尖端的應(yīng)力場強度；（2）有三個應(yīng)力強度因子K1,K2,K3,分別對應(yīng)于張開型，滑開型和撕開型裂紋的應(yīng)力強度因子（3）在輸出應(yīng)力強度因子時也會輸出一個J-integral值，因為算法不同，這個值和直接輸出的J-integral會略有差異；