abaqus 模擬裂紋技術(shù)總結(jié)

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(shí)時(shí) 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(shí)例中四種模擬裂紋技術(shù)的簡介及實(shí)例 下一步計(jì)劃下一步計(jì)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(shí)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(shí)驗(yàn)找出適合于模通過對各種軟件和技術(shù)的分析和實(shí)驗(yàn)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(jì)算這整個(gè)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)則的損傷力學(xué)（

3、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(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)裂紋裂紋擴(kuò)展擴(kuò)展模擬模擬1. debond在在abaqus中的操作步驟：中的操作步驟：實(shí)例：實(shí)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(kuò)展路徑 只適合于模擬脆性裂紋 能輸出裂紋擴(kuò)展時(shí)的能量釋放率特點(diǎn):給給part設(shè)定設(shè)定cohesi

4、ve屬屬性斷裂準(zhǔn)則性斷裂準(zhǔn)則和厚度和厚度2. Cohesive element實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)裂紋裂紋模擬模擬建立一個(gè)建立一個(gè)連接兩個(gè)連接兩個(gè)部件的部件的part在在abaqus中的操作步驟：中的操作步驟：實(shí)例：實(shí)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(kuò)展時(shí)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(kuò)展路徑擴(kuò)展特點(diǎn):設(shè)置預(yù)制設(shè)置預(yù)制裂紋的擴(kuò)裂紋的擴(kuò)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(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)裂紋裂紋擴(kuò)展擴(kuò)展模擬模擬3. Collapes element在在abaqus中的操作步驟：中的操作步驟：實(shí)例：實(shí)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(kuò)展 可模擬韌性或脆性裂紋 裂紋擴(kuò)展距離有限特點(diǎn):設(shè)置斷裂準(zhǔn)則和預(yù)值裂紋模擬裂紋開裂和擴(kuò)展4. XFEM在在abaqus中的操作步驟：中的操作步驟：實(shí)例：實(shí)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(kuò)展 不能輸出裂紋擴(kuò)展過程中的能量釋放率特點(diǎn):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(gè)重要的參考指標(biāo)，同時(shí)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