在abaqus中如何模拟3D 裂纹
abaqus裂纹模拟问题汇总
关键字：crack，裂纹，断裂，cohesive，XFEM这个问题不大好总结，比较复杂，我能想到什么就说些什么吧，这个任务已经托了很长时间了，抱歉！有新的想法我会更新。
求解断裂问题有两种方法（途径）：一种是基于经典断裂力学的模型；一种是基于损伤力学的模型。
俩者不是一个概念，断裂力学模型就是基于线弹性断裂力学及其基础上发展的弹塑性断裂力学等；损伤力学模型是指基于损伤力学发展而来的方法，单元在达到失效的条件后，刚度不断折减，并可能达到完全失效，最后形成断裂带。
这两个模型是为解决不同的问题而提出来的，当然他们所处理的问题也有交叉的地方。
如果不考虑裂纹的扩展，abaqus可采用seam型裂纹来分析(也可以不建seam，如notch型裂纹)，这个就是基于断裂力学的方法，大家可以参考敦诚版主做的这个例子（一个简单的裂纹模拟例子：/thread-858322-1-1.html），这种方法可以计算裂纹的应力强度因子，J积分及T-应力等，详细情况可以参考下这个帖子：/thread-821531-1-1.html考虑模拟裂纹扩展，目前abaqus有两种技术：一种是基于debond的技术（包括VCCT）；一种是基于cohesive技术。
debond即节点松绑，或者称为节点释放，当满足一定得释放条件后（COD等，目前abaqus提供了5种断裂准则），节点释放即裂纹扩展，采用这种方法时也可以计算出围线积分。
cohesive有人把它译为粘聚区模型，或带屈曲模型，多用于模拟film、裂纹扩展及复合材料层间开裂等，详细情况可参看yaooay的这个帖子，总结的相当不错！/thread-853029-1-1.html除VCCT（虚拟裂纹闭合技术）和低周疲劳判据外，其他debond技术只能适用于二维模型，所以应用范围受到很大的限制。
VCCT是基于线弹性断裂力学的应变能释放率判据，适用于模拟脆性断裂扩展，且只能沿着事先确定的扩展面扩展，分析前需指定初始裂纹（缺陷），详细信息请查看分析手册11.4.3。
abaqus cae中的mmc断裂设置
abaqus cae中的mmc断裂设置
在ABAQUS CAE中，可以使用MMC断裂设置来模拟材料的断裂行为。
具体的设置方法可能因模型的不同而有所差异，但通常包括以下步骤：
1. 创建断裂部件：进入草图模式，创建一个矩形板，然后退出草图模式。
点击PartitionFace:Sketch，再次进入草图模式，创建一条seam。
在草图模式下，创建4个半圆，为定义裂纹及mesh做准备。
2. 设置材料属性：创建材料，并为断裂部件分配相应的材料属性。
3. 定义断裂准则：选择合适的断裂准则，如最大应力、应变能密度等。
4. 设置断裂参数：设置断裂韧性、临界张开位移等参数，以控制断裂行为。
5. 划分网格：对断裂部件进行网格划分，确保断裂区域的网格足够细。
6. 求解：进行静态分析，观察断裂过程和结果。
请注意，上述步骤仅为一般性指导，具体的设置方法可能因模型的不同而有所差异。
如果你需要关于MMC断裂设置的更详细信息，请提供相关的模型和问题描述，我将尽力为你提供帮助。
ABAQUS平台的扩展有限元方法模拟裂纹实现
ABAQUS平台的扩展有限元方法模拟裂纹实现1.1 扩展有限元方法（XFEM）在ABAQUS上的实现ABAQUS中XFEM的实现，两个步骤最为关键：1、选择模型中可能出现的裂纹区域，将其单元设为具有扩展有限元性质的enrichment element.2、其次重要的是选择恰当的破坏准则，使单元在达到给定的条件破坏，裂纹扩展。
在ABAQUS中模拟裂纹扩展的操作中，需要注意的是：1、在Property模块，添加损伤演化参数、破坏法则、损伤稳定性参数2、在Interaction模块，主菜单Special中创建XFEM的enrichment element对于固定的裂纹模型，采用ABAQUS/STANDARD中使用奇异渐进函数。
针对移动的裂纹问题，在XFEM中，有一种方法基于traction-separation cohesive behavior，即使用虚拟节点连续片段法进行移动裂纹建模，ABAQUS/STANDAR D 中用于计算脆性或韧性材料的裂纹初始化和扩展过程的模拟。
另外一种cohesive segments method (粘性片段方法)可用于bulk material中的任意路径的裂纹初始化模拟扩展过程，由于裂纹扩展不依赖于单元边界，在XFEM中，裂纹每扩展一次需要通过一个完整单元，避免尖端应力奇异性。
除此之外，ABAQUS为拥护提供了自定义子程序，来满足不同建模的需要。
ABAQUS/STANDARD中的任意力学本构模型均可用来模拟扩展裂纹的力学特性。
由于XFEM采用的形函数在求解过程中，很容易造成逼近线性相关，极大的增加了收敛难度，到目前为止，能够实现扩展有限元的商业软件只有ABAQUS，但是ABAQUS为了减少求解难度，做了大量简化，因此用ABAQUS 扩展有限元模拟裂纹扩展时，有一些局限[16]：1.扩展单元内不能同时存在两条裂纹，所以ABAQUS不能模拟分叉裂纹；2.在裂纹扩展分析过程中，每一个增量步的裂纹转角不允许超过90度；3.自适应的网格是不被支持的；4.固定裂纹中，只有各向同性材料的裂纹尖端渐进场才被考虑。
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。
abaqus 模拟裂纹技术总结解析
理论
技术方法 debond
应用类型
LEFM cohesive element
脆性断裂
Damage
collapse element
韧性断裂
XFEM
理 论 模 型
1.线弹性断裂力学 （LEFM） 2.基于牵引分离规则的损伤力学 （damage base traction-separation laws）
开裂前：
开裂后：
特点: • • • • 适合模拟脆性或韧性裂纹 能输出裂纹扩展时的能量释放率 不一定要设置预置裂纹 只能沿预定裂纹扩展路径扩展
3. Collapes element
在abaqus中的操作步骤：
设置预制 裂纹的扩 展方向， 裂纹尖端 的奇异性 参数
实现 裂纹 扩展 模拟
实例：
开裂前：
开裂前：
开裂后：
特点: • 需预置裂纹和裂纹扩展路径 • 只适合于模拟脆性裂纹 • 能输出裂纹扩展时的能量释放率
2. Cohesive element
在abaqus中的操作步骤：
建立一个 连接两个 部件的part
给part设定 cohesive属 性断裂准则 和厚度
实现 裂纹 模拟
实例：
结果：
目的：通过对各种软件和技术的分析和实验找出适合于模 拟热障涂层裂纹的软件和技术
Chen X. Surface & Coatings Technology, 2006, 200: 3418-3427.
abaqus简介
• abaqus能提供从热障涂层建模到有限元计 算这整个过程所需的软件支持 • abaqus最擅长于动态非线性分析 • abaqus操作简单，使用方便
1.debond 2.cohesive element 3.collapes element 4.XFEM
利用ABAQUS模拟裂纹ppt课件
• 有限元是将实际情况和 理论联系起来最有效的 工具之一。
目的：通过对各种软件和技术的分析和实验找出适合于模 拟热障涂层裂纹的软件和技术
Chen X. Surface & Coatings Technology, 2006, 200: 3418-3427.
模拟裂纹 开裂和扩 展
实例：
结果：
开裂前：
开裂后：
特点:
• 不一定要设置预置裂纹 • 裂纹可沿任意路径扩展 • 不能输出裂纹扩展过程中的能量释放率
结论
由于热障涂层的裂纹大部分是脆 性裂纹，研究中能量释放率是一个重 要的参考指标，同时考虑操作过程难 易情况，因此选择abaqus中的debond技 术来模拟CMAS对热障涂层中裂纹的 扩展的影响。
韧M）
模
2.基于牵引分离规则的损伤力学
型
（damage base traction-separation laws）
abaqus 技术
1.debond 2.cohesive element 3.collapes element 4.XFEM
1. debond
abaqus简介
• abaqus能提供从热障涂层建模到有限元计 算这整个过程所需的软件支持
• abaqus最擅长于动态非线性分析 • abaqus操作简单，使用方便
理论 LEFM Damage
技术方法 debond
cohesive element
collapse element
XFEM
应用类型
脆性断裂
基于abaqus模拟热障涂层裂纹的 技术与方法
时 间：2012年11月27日
提纲
ABAQUS中的断裂力学及裂纹分析总结
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。
abaqus XFEM 方法介绍
裂纹扩展分析体验热分析中的热物性参数：材料密度，热导率，比热容，电阻率，弹性模量，融化潜热的焓、泊松比、散热系数。
在ABAQUS模型中，需用3D的deformable、shell、exctrusion方式建立一个初始裂纹，长短适宜，初始裂纹要从开始起裂的点设置。
由于计算方法目前还不稳定，参数要适当调整。
设置网格划分参数的时候，应该对称设置，否则网格不对称。
断裂应力的大小要和断裂能量的设置相应，能量太大、太小导致不易收敛，断裂区域的网格要规则，各个方向尺寸要差不多，整个厚度方向单元数量一致，且越少越好，即使裂纹起始点两侧单元未参与裂纹，也要尽可能均匀规则，裂纹扩展的区域不能被PARTION开，应该是一体的。
冲击动载荷时，载荷步时间应尽可能小，maxps damage应力应大于ductile damage应力。
初始裂纹不能在单元界限扩展，否则导致不收敛。
裂纹可在两种弹性金属界面上。
适用于弹性材料、两种弹性材料界面裂纹和幂硬化材料。
我建立的弹塑性材料模型不容易收敛，把塑性去掉后反而容易收敛。
建立ductile manage模型时，需要材料的塑性行为，但必须同时有traction manage模型，否则就提示某些单元的fracture damage模型未能建立？。
traction manage模型和ductile manage模型中的damage evolution中的类型和数值要相同。
初始屈服应力和断裂应力不能差太多。
动力学的冲击裂纹分析，不能有塑性（当然也不能有ductile damage），可能是因为increment time 太大了？（或者是先分析一下不带塑性材料的，通过了才分析有塑性材料的？）断裂能量要和断裂应力相适应，否则可能因为能量太高，还未达到，但应力达到了，导致裂纹不开裂、计算不收敛。
能量太低，很容易就满足了能量开裂原则，但应力未达到，裂纹不能开裂、计算不收敛。
能量的高低也影响到稳定扩展裂纹的长短：能量低的时候，由于需要很少的能量即可实现裂纹扩展，因此稳定扩展的裂纹在不长的时候即会失稳扩展；能量太高的时候，在裂纹稳定扩展的过程中试样积累了相当的能量，因此稳定扩张一段时间后，试样内部的能量和外加能量就可以实现裂纹的失稳扩展，稳定扩展段也不会很长。
FRANC3D-V8.1-ABAQUS教程
2. 案例 1：立方体中的裂纹引入和扩展
在本案例中，我们模拟了远场张力下立方体中的单个表面裂纹。假设用户熟 悉 ABAQUS 的前处理操作，我们使用 ABAQUS CAE 创建有限元模型，接下来 介绍 FRANC3D 所需的步骤：1）读取模型；2）引入裂纹；3）执行 ABAQUS 分 析；4）计算应力强度因子。所有这些步骤都会在下方描述。
步骤 2.1：导入完整的 ABAQUS 有限元模型 ...........................................5 步骤 2.2：选择有限元模型中的保留项......................................................6 步骤 2.3：显示有限元模型..........................................................................8 2.3. 步骤 3：导入并剖分模型 ...........................................................................9 2.4. 步骤 4：引入裂纹 .....................................................................................14 步骤 4.1：定义一个新的裂纹....................................................................14 步骤 4.2：从文件中导入裂纹....................................................................19 2.5. 步骤 5：静态裂纹分析 .............................................................................21 步骤 5.1：静态裂纹分析............................................................................22 步骤 5.2：选择有限元求解器....................................................................23 步骤 5.3：指定 ABAQUS 分析选项 .........................................................23 2.6. 步骤 6：计算应力强度因子 .....................................................................25 2.7. 步骤 7：手动裂纹扩展 .............................................................................27 步骤 7.1：扩展裂纹....................................................................................27 步骤 7.2：指定拟合和外推........................................................................30 步骤 7.3：指定裂纹前缘模板....................................................................31 2.8. 步骤 8：自动裂纹扩展 .............................................................................33 步骤 8.1：打开 FRANC3D 重启文件 .......................................................33 步骤 8.2：裂纹扩展分析............................................................................33 步骤 8.3：指定扩展规则............................................................................34 步骤 8.4：指定拟合和模板参数................................................................36 步骤 8.5：指定扩展计划............................................................................37 步骤 8.6：指定求解器................................................................................37 2.9. 步骤 9：SIF 历史和疲劳寿命 ..................................................................39 步骤 9.1：沿路径的 SIF.............................................................................39 步骤 9.2：所有前缘的 SIF.........................................................................41 步骤 9.3：预测疲劳寿命............................................................................42 2.10. 步骤 10：用更大的局部模型继续扩展................................................49 步骤 10.1：提取并保存裂纹几何..............................................................49 步骤 10.2：从保存的裂纹几何重新启动..................................................50 步骤 10.3：合并 SIF 历史..........................................................................54 附录 A：Tie 约束的 ABAQUS 局部模型 .................................................................60 附录 B：实体和壳 Tie 连接的 ABAQUS 模型 ........................................................71 附录 C：ABAQUS 关键字 ........................................................................................77
基于abaqus的三维裂纹建模实例
ABAQUS XFEM Tutorial: 3D Edge Crack Written By: Matthew Jon Pais, University of Florida (2010)Website: Email: mpais@, matthewjpais@Creating the Uncracked Domain1. Open ABAQUS/CAE 6.9 or later.2. Double click on Parts. Enter name as Solid, Modeling Space is 3D, Type is Deformable, Base Feature is Solid and Approximate Size is 5. Click Continue.3. Use the rectangle tool to draw a square from (-2,-2) to (2,2). Click Done. Enter 4 for the depth. Click Ok.4. Double click on Materials. Enter name as Aluminum. Click on Mechanical, then Elasticity, then Elastic. Enter Young's modulus as 70 GPa and Poisson's ratio as 0.33. Click on Mechanical, then Damage for Traction Separation laws, then Maxps Damage. Enter a value of 500 MPa. From the Suboptions menu click on Damage Evolution. Enter Displacement at Failure as 1. Click Ok. Click Ok.5. Double click on Sections. Name as Main. Accept default settings by clicking Continue. Select Aluminum as material. Click Ok.6. Expand Parts then expand Solid. Double click on Section Assignments. Select the domain. Click Done. Accept default settings. Click Ok.7. Expand Solid. Double click on Mesh. From the top menu select Seed, then Edge By Number. Select the Domain. Click Done. Enter 21 as Number of elements along the edges. Hit Enter. Click Done.8. From the top menu select Mesh, then Controls. Select Hex, Structured. Click Ok. From the top menu select Mesh, then Part. Click Yes.9. Expand Assembly. Double click on Instances. Select Solid. Accept default settings by clicking Ok.Creating the Cracked Domain1. Double click on Parts. Enter name as Crack, Modeling Space is 3D, Type is Deformable, Base Feature is Shell, Type is Extrusion and Approximate Size is 5. Click Continue.2. Draw a line from (-2,0) to (-1,0). Click Done. Enter 4 for depth. Click Ok.3. Expand Assembly, then double click on Instances. Select Crack. Accept default settings by clicking Ok.4. Double click on Interactions. Click Cancel. From top menu click Special, then Crack, then Create. Name as EdgeCrack, Type is XFEM. Click Continue. Select the uncracked domain as the Crack Domain. On the menu which appears, Specify the Crack Location by clicking on the line signifying the crack. Click Ok.5. Double click on Interactions. Enter name as Growth. Select Initial Step and Types for Selected Step as XFEM Crack Growth. Click Continue. XFEM Crack should have EdgeCrack. Click Ok.Create the Boundary Conditions and Loads1. Double click on Steps. Enter Name as Loading. Accept default setting and click Continue. Accept default settings and click Ok.2. Double click on Loads. Enter name as TopPressure, Category is Mechanical, Type is Pressure. Click Continue. Select the top edge of the domain. Click Done. Enter -1 as Magnitude, other settings are default. Click Ok.3. Repeat step 2 for the bottom edge of the domain, entering the name as BottomPressure.4. Double click on BCs. Enter name as FixedBREdge, Step is Initial, Category is Mechanical, Types for Selected Step is Displacement/Rotation. Click on the bottom right edge through the thickness of the domain. Click Done. Set U1, U2 and UR3 to zero. Click Ok.5. Repeat step 4 for the top right corner of the domain. Enter name as RollerTRC. Set U1 and UR3 to zero.6. Expand Field Output Requests, double click on F-Output-1. Expand the Failure/Fracture options and check the box next to PHILSM, Level set value phi. Click Ok. This will allow you to view the level set function defining the crack.Solving the System of Equations1. Double click on Jobs. Enter name as EdgeCrack3D. Click Continue. Accept default settings by clicking Ok.2. Expand Jobs. Right click on EdgeCrack3D and click Submit.3. Right click on EdgeCrack3D, click Results to view results.。
ABAQUS中分析裂纹问题常用方法概述
1、用定义seam的方法来预设裂纹扩展路径，随着载荷的施加，裂纹会沿seam扩展。
这种方法可以模拟裂纹尖端的奇异性（通过在ABAQUS中设置实现），能很方便的计算出应力强度因子、J积分等断裂参量。
2、用debond命令实现裂纹开裂，为了观察开裂需要在指定的路径上定义一个集合，这种方法简单，但实际应用范围相当有限。
3、用cohesive单元，通过设置damage initiation和evolution准则等相关参数实现裂纹问题的模拟，同时，ABAQUS提供了多种准则可供选择，后处理时通过dispaly group可以观察裂纹扩展。
此功能用途较广，而且通过在ABAQUS平台上开发实现多裂纹扩展的模拟。
4、在ABAQUS 6.9中推出的新功能XFEM（扩展有限元），利用XFEM能够很好的模拟裂纹的扩展，而无需用户提前定义扩展路径。
通过设置损伤起始的判据，损伤演化规律，损伤稳定性控制等相关参数实现裂纹扩展。
5、除此之外，对于裂纹问题，还可以通过二次开发、模型对称性、边界条件随分析步的改变等方式实现。
总之，ABAQUS处理裂纹问题的手段很多，功能也十分强大，若能获得较准确的相关材料数据，数值模拟的结果是很有参考价值的。
基于ABAQUS的三维水力压裂裂缝扩展模拟研究
沿 cohesive 单元切向流动方程 ： q = − w3 ∇p
12µ 沿 cohesive 单元法向流动方程 ：
( ) = qt ct p f − pt ( )
= qb cb p f − pb 式中 ：q、qt、qb 分别为 cohesive 单元切向流量、上表
·34·
2021 年 1 月 第 48 卷第 1 期
云南化工 Yunnan Chemical Technology
Jan.2021 Vol.48，No.1
面法向流量、下表面法向流量 ； p 为 cohesive 单元 长度方向压力梯度 ；ω 为裂缝宽度 ；μ 为流体黏度 ； ct、cb 为上、下表面的滤失系数 ；pt、pb 为上、下表 面的孔隙压力。
图 1（b）所示是压裂最终时刻裂缝的形态示意图。 可以看出，裂缝中部最宽，沿着缝高裂缝宽度降低， 在缝长方向，裂缝尖端缝宽逐渐减小。这与图 1（a） 中孔隙压力分布相一致，主要是由于储层与隔层的渗 透率差异和抗拉强度不同所导致，压裂液从注入点进 入储层，再逐步渗入隔层，此时隔层的渗透率差异阻 挡了压裂液的渗滤，同时隔层抗拉强度大于储层，起
裂更加困难，裂缝就会沿着缝长方向延伸。
2 三维水力压裂有限元模型
通过调研鄂尔多斯盆地低渗透储层的地质概况， 得到 H 井的矿场测试具体参数，见表 1。依据实际数 据建立三维水力压裂模型如图 1 所示，模型高度（Y 方向）、宽度（X 方向）和长度（Z 方向）分别为 50 m、 60 m、100 m，中间储层高度为 10 m，上下隔层的高 度为 20 m。注入点位于 X-Y 面的中心位置，通过注 入点，沿着 Z 方向且垂直于 X-Y 面嵌入 cohesive 单 元面。
abaqus 断裂图文实例
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213. 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。
abaqus断裂图文实例
abaqus断裂图文实例创建裂缝1。
在abaqus中创建零件，如图1所示:图12。
进入草图模式，创建一个矩形板，单击鼠标中键两次退出草图模式，然后单击“分割面:草图”。
再次进入草图模式创建接缝，如图2所示:图213。
在草图模式下，创建4个半圆(为以后定义裂缝和网格做准备)。
如图3:图34。
退出零件模块，进入属性模块，创建材料，创建截面，分配截面。
在之后将不再详细描述该过程(材料仅定义为线性弹性)5。
进入装配模块，创建实例；；进入步骤模块，创建步骤，默认选择，不需要修改D6。
进入交互模块，点击特殊-裂缝-分配缝，按住shift键，选择3个直的段作为缝(见图4)，然后点击特殊-裂缝-创建命名缝，继续。
选择内部小圆区域作为第一个轮廓区域，选择圆心作为裂纹尖端区域，用矢量q表示裂纹扩展方向(输入矢量起点和终点的坐标)，进入编辑裂纹菜单，定义裂纹尖端的奇点，如图5所示。
相关内容参见abaqus手册，定义的裂纹见图6。
图42图5图67。
进入步骤模块，点击历史输出管理器。
单击编辑进入编辑历史输出请求菜单。
设置如图7所示。
详情请参考abaqus手册。
8。
输入载荷模块并定义外力和边界条件。
定义之后，参见图8。
将不详细描述该过程。
3图7图849。
进入网格模块，设置边缘种子(考虑建模情况)，在最内部使用三角形单元，在外部使用形单元。
最终效果如图9所示。
将不详细描述该过程。
图910。
输入作业模块、名称并提交计算结果。
最终的应力云图如图10所示这个例子是单边裂纹。
对于双边缘裂纹，需要定义两个裂纹。
如果是缺口裂纹，不必定义接缝，而是直接定义裂纹。
图10 ~结束~59。
abaqus生成随机裂纹的python代码
abaqus生成随机裂纹的python代码问题：abaqus生成随机裂纹的python代码？回答：在abaqus软件中生成随机裂纹可以通过编写Python脚本代码实现。
本文将以中括号内的内容为主题，详细介绍一步一步生成随机裂纹的过程。
首先，我们需要安装并配置好abaqus软件，并确保具备Python环境。
第一步：导入所需的模块使用Python编写abaqus代码前，首先需要导入所需的模块。
常用的模块包括abaqus、abaqusConstants和random等。
abaqus模块用于创建模型、定义材料和元素等；abaqusConstants模块包含了abaqus中定义的常量；random模块用于生成随机数。
pythonfrom abaqus import *from abaqusConstants import *from random import *第二步：创建模型与基础设置在创建随机裂纹之前，需要先创建一个模型，并进行一些基础设置。
例如，可以创建一个3D平面应力模型，并定义材料、单元类型和步骤等。
python# 创建模型myModel = mdb.Model(name='RandomCrackModel')# 创建步骤myModel.StaticStep(name='Step-1', previous='Initial')# 创建材料myMaterial =mdb.models['RandomCrackModel'].Material(name='Material-1') myMaterial.Elastic(table=((210000.0, 0.3), ))# 定义单元类型myPart = myModel.Part(name='Part-1', dimensionality=THREE_D, type=DEFORMABLE_BODY)myPart.BaseShellExtrude(sketch=mySketch, depth=100.0) myPart.Set(cells=myPart.cells, name='Set-1')myPart.SectionAssignment(offset=0.0, offsetField='', offsetType=MIDDLE_SURFACE, region=myPart.sets['Set-1'],sectionName='Section-1', thicknessAssignment=FROM_SECTION)myModel.rootAssembly.DatumCsysByDefault(CARTESIAN) myAssembly = myModel.rootAssemblymyAssembly.Instance(dependent=ON, name='Part-1-1',part=myPart)第三步：定义裂纹参数并生成裂纹在进行随机裂纹生成之前，需要先定义裂纹的一些参数，如裂纹的位置、尺寸和方向等。
水力压裂裂缝三维扩展 ABAQUS 数值模拟研究
水力压裂裂缝三维扩展 ABAQUS 数值模拟研究张汝生;王强;张祖国;孙志宇;林鑫【摘要】油井岩石的水压致裂过程是多孔介质下的流固耦合过程。
建立了水力压裂流体渗流连续性方程与岩石变形应力平衡方程，引入了二次正应力裂纹起裂及临界能量释放率裂缝延伸准则，考虑流体在裂缝面横向、纵向流动，采用有限元计算软件ABAQUS 中的 Soil 模块模拟岩石水力压裂的三维复合裂缝起裂与扩展。
通过其黏结单元设定裂缝延伸方向，编写用户子程序并嵌入 ABAQUS 主程序中，以确定初始地应力场、渗流场、随深度变化的孔隙度及随时间变化的滤失系数。
从数值模拟结果可以得到水力压裂泵注不同时刻裂缝几何形态、缝内压力分布、岩石变形及其应力分布、孔隙压力分布、压裂液滤失量以及压裂液流体特性、排量、上下隔层应力差、滤失系数等参数对裂缝几何尺寸的影响。
【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2012(000)006【总页数】4页(P69-72)【关键词】水力压裂;裂缝扩展;流固耦合;ABAQUS有限元;数值模拟【作者】张汝生;王强;张祖国;孙志宇;林鑫【作者单位】中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】TE319裂缝扩展几何形态是水力压裂设计中需要考虑的一个重要因素，对裂缝延伸范围的正确预测可以合理选择压裂施工参数，并对产能进行准确评估。
随着压裂优化设计技术的发展，压裂裂缝延伸数值模拟模型也从二维发展到拟三维，直到目前的全三维模型［1-5］。
对这些模型的数学求解大多采取有限差分格式，且计算过程中假设岩石为线弹性材料而不是弹塑性孔隙材料，这样必然与实际情况有较大偏差。
abaqus裂纹设置
Abaqus裂纹设置引言Abaqus是一种广泛使用的有限元分析软件，它可以用于模拟和分析各种工程结构的力学行为。
在许多工程应用中，裂纹是一个重要的研究对象。
通过合理地设置裂纹参数，可以模拟和分析材料在裂纹影响下的力学行为，从而为工程设计提供有价值的指导。
本文将介绍如何在Abaqus中设置裂纹。
Abaqus中的裂纹设置在Abaqus中，裂纹是通过创建几何实体和使用合适的单元类型来表示的。
以下是一些常用的裂纹设置技巧：1.创建几何实体：在Abaqus中，裂纹通常被视为特殊的几何实体。
可以使用Abaqus的几何建模工具来创建裂纹的几何形状。
一般情况下，裂纹可以通过将几个点连接起来或从一个面切割出来来表示。
2.设置裂纹的尺寸：在Abaqus中，可以通过调整裂纹的尺寸参数来模拟不同大小的裂纹。
一般情况下，裂纹的尺寸可以通过修改几何实体的尺寸参数来实现。
3.选择适当的单元类型：在Abaqus中，有多种单元类型可供选择。
对于裂纹分析，一般使用包含自由节点的单元类型。
例如，在二维裂纹分析中，常用的单元类型有二维平面应力单元（CPS4）和二维平面应变单元（CPE4）等。
4.定义边界条件：在Abaqus中，边界条件是模拟裂纹行为的关键。
通过适当地定义边界条件，可以模拟不同类型的裂纹行为，例如张开的裂纹、剪切裂纹等。
常用的边界条件有固定边界条件、施加外力等。
5.设置材料参数：在Abaqus中，材料参数的设置对于裂纹分析至关重要。
通过设置合适的材料参数，可以模拟材料在裂纹作用下的力学行为。
常用的材料参数有杨氏模量、泊松比等。
示例：使用Abaqus设置一个二维张开裂纹以下示例将介绍如何使用Abaqus设置一个二维张开裂纹：1.创建几何实体：在Abaqus中，打开几何建模工具，创建一个长方形的几何实体。
2.定义裂纹几何形状：通过选择切割工具，在长方形的一侧切割出一个直线形状的几何实体。
3.设置裂纹的尺寸：通过调整切割线的长度来设置裂纹的长度。
基于abaqus的裂缝扩展过程
基于Abaqus的裂缝扩展过程引言裂缝扩展是材料破坏过程中的重要现象之一，对于材料强度和耐久性的评估具有重要意义。
Abaqus是一种常用的计算机辅助工程（CAE）软件，在材料力学领域有广泛的应用。
本文将介绍如何利用Abaqus来模拟和分析裂缝扩展过程。
背景知识在开始介绍基于Abaqus的裂缝扩展过程之前，我们先了解一些相关的背景知识。
裂缝扩展裂缝扩展是材料破坏中的一个重要过程。
当裂纹的长度增长时，材料的强度和韧性会逐渐减小，从而导致材料的破坏。
裂纹扩展可以分为静态和疲劳两种类型。
静态裂纹扩展指的是裂纹在应力作用下逐渐扩展，而疲劳裂纹扩展指的是裂纹在循环加载下逐渐扩展。
AbaqusAbaqus是一种常用的有限元分析软件，可以用于模拟和分析材料力学和结构力学问题。
它提供了丰富的建模和分析工具，能够对复杂的力学系统进行准确的数值模拟和分析。
在材料力学领域，Abaqus被广泛用于研究材料的力学性能和变形行为。
模拟裂缝扩展过程的步骤步骤1：建立几何模型在模拟裂缝扩展过程之前，首先需要建立几何模型。
可以通过Abaqus提供的几何建模工具来创建几何模型，或者导入现有的CAD模型。
在建立几何模型时，需要注意将裂纹的几何形状和位置准确地反映在模型中。
步骤2：定义材料属性在进行裂纹扩展模拟之前，需要定义材料的力学性质。
可以通过Abaqus提供的材料数据库来选择合适的材料模型，并设置材料的弹性模量、泊松比、屈服强度等参数。
此外，还可以考虑将材料的损伤和断裂行为纳入模拟中，以更加真实地描述裂纹扩展过程。
步骤3：划分网格将几何模型划分为有限元网格是进行数值模拟的关键步骤。
网格的划分需要根据材料的几何形状和裂纹的位置进行调整，使得在裂纹周围有足够的节点密度，以捕捉裂纹扩展过程中的细节。
步骤4：应用边界条件在模拟裂纹扩展过程时，需要定义边界条件以模拟实际加载条件。
根据实际情况，可以设置裂纹面上的固定位移或施加加载。
此外，还需要定义时间步长和加载速率等参数，以控制模拟的过程和求解的精度。
abaqusXFEM方法介绍[整理]
![abaqusXFEM方法介绍[整理]](https://img.taocdn.com/s3/m/95a2cf36ae45b307e87101f69e3143323968f5b3.png)
裂纹扩展分析体验热分析中的热物性参数：材料密度，热导率，比热容，电阻率，弹性模量，融化潜热的焓、泊松比、散热系数。
在ABAQUS模型中，需用3D的deformable、shell、exctrusion方式建立一个初始裂纹，长短适宜，初始裂纹要从开始起裂的点设置。
由于计算方法目前还不稳定，参数要适当调整。
设置网格划分参数的时候，应该对称设置，否则网格不对称。
断裂应力的大小要和断裂能量的设置相应，能量太大、太小导致不易收敛，断裂区域的网格要规则，各个方向尺寸要差不多，整个厚度方向单元数量一致，且越少越好，即使裂纹起始点两侧单元未参与裂纹，也要尽可能均匀规则，裂纹扩展的区域不能被PARTION开，应该是一体的。
冲击动载荷时，载荷步时间应尽可能小，maxps damage应力应大于ductile damage应力。
初始裂纹不能在单元界限扩展，否则导致不收敛。
裂纹可在两种弹性金属界面上。
适用于弹性材料、两种弹性材料界面裂纹和幂硬化材料。
我建立的弹塑性材料模型不容易收敛，把塑性去掉后反而容易收敛。
建立ductile manage模型时，需要材料的塑性行为，但必须同时有traction manage模型，否则就提示某些单元的fracture damage模型未能建立？。
traction manage模型和ductile manage 模型中的damage evolution中的类型和数值要相同。
初始屈服应力和断裂应力不能差太多。
动力学的冲击裂纹分析，不能有塑性（当然也不能有ductile damage），可能是因为increment time 太大了？（或者是先分析一下不带塑性材料的，通过了才分析有塑性材料的？）断裂能量要和断裂应力相适应，否则可能因为能量太高，还未达到，但应力达到了，导致裂纹不开裂、计算不收敛。
能量太低，很容易就满足了能量开裂原则，但应力未达到，裂纹不能开裂、计算不收敛。
能量的高低也影响到稳定扩展裂纹的长短：能量低的时候，由于需要很少的能量即可实现裂纹扩展，因此稳定扩展的裂纹在不长的时候即会失稳扩展；能量太高的时候，在裂纹稳定扩展的过程中试样积累了相当的能量，因此稳定扩张一段时间后，试样内部的能量和外加能量就可以实现裂纹的失稳扩展，稳定扩展段也不会很长。
abaqus裂纹设置
裂纹应用：将裂纹 应用于模型中的特 定区域或边界
裂纹激活：在模拟 过程中激活裂纹并 进行相应的计算和 分析
abaqus裂纹分析 结果解读
裂纹应力分布
裂纹扩展应力：分析裂纹扩 展过程中的应力变化
裂纹尖端应力：描述裂纹尖 端附近的应力集中情况
应力强度因子：计算裂纹尖 端的应力强度因子，评估裂
纹扩展的驱动力
裂纹模型选择
裂纹模型分类： 线性和非线性
裂纹扩展准则： 应力强度因子、 能量释放率等
裂纹闭合准则： 闭合准则的选择 对计算精度和计 算效率的影响
裂纹扩展方向： 裂纹扩展方向对 计算结果的影响
abaqus裂纹设置 步骤来自 创建裂纹打开abaqus软件，进入模型模块 在模型树中选择需要创建裂纹的部件 在工具栏中选择“创建裂纹”按钮 在弹出的对话框中设置裂纹参数，如裂纹类型、位置、大小等 点击“确定”按钮，完成裂纹的创建
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abaqus裂纹设置
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目录
裂纹类型和模型
01
abaqus裂纹设置步骤
02
abaqus裂纹分析结果 解读
03
裂纹类型和模型
裂纹类型介绍
裂纹类型：I型裂纹、II型裂纹、III型裂纹 裂纹模型：线弹性断裂力学模型、弹塑性断裂力学模型 裂纹扩展准则：最大周向应力准则、应力强度因子准则 裂纹扩展路径：沿晶界扩展、穿晶扩展
应力分布特征：分析裂纹在 不同材料、不同加载条件下
的应力分布特点
裂纹扩展路径
裂纹起始位置 裂纹扩展方向 裂纹扩展长度 裂纹扩展速率
裂纹扩展速度
定义：裂纹扩展 速度是指裂纹在 材料中扩展的速 度
影响因素：材料 性能、裂纹类型、 应力状态等