ABAQUS计算J积分细节

ABAQUS计算J积分细节Abaqus计算J积分，主要是指派裂纹及定义裂纹的方向，同时在step中的历程输出变量中定义J积分。如下图所示：定义裂纹：2=1EditCrack.SingularityICratfcfront!(Pfrk&d)ICrackTp/line;Satneascrsckfront)CrackExtensior!DirpcziorCancel(1.0GJ裂纹：定义一个尖端；另一方面指明裂纹的扩展方向（1.0,0.0）,说白了就是X轴的方向。-Normaltocrackplane:-；.L0qvectorsData_jDnsymmetryplan?(haIf-crackmodel)；Type-：Contouinte-graiomainrGeometri1Step中输出裂纹参量：J积分的理解：积分点123456J积分1.2581.4751.5071.5161.5201.525在abaqus中的J积分的理解：我个人觉得J积分表征塑形疲劳损伤的参量，可以避开裂纹尖端塑形区域的不可计算的特性。同时J积分的计算数值与积分路径无关。以下为六个计算数值：从以上图例可以看出J积分数值区域稳定。J积分次数疑问：为何计算多个积分点，是否最后的稳定数值就是需要计算的J积分数值？J积分应该是数值，而不是多个不同的数值。我个人觉得最后的稳定数值应该是需要计算的积分数值。从dat文件到inp文件，找到积分区域。691.000U0.0000701.00000.0000711.00000.0000721.00.MO?31.00000,0000741.0000C,帅帅931.00000.0000941.000U0.0000胴1.00000.0000961.00000.0000971.1)0000.00009S1,00000,D000pickseted12以及pickseted13都是节点4，坐标如图所示，在cad模型中的位置如箭头指向，即裂纹尖端。详细的需要看一下abaqus帮助文档，关于J积分的计算细节。积分点的个数的意义我还没有搞清楚。对于应力强度因子K,表征裂纹尖端受力的一个参量，在裂纹尖端的应力场的一定范围内，不同的节点计算数值大体是相同的。ft2试甲FPUtt走帘鏗近点的楼邑槪J叭.、r寵力存就ummit.m訐:St*4niKAi/-1,210-49)止严M3渔一,血琴)用直隈元和戍出应力代人式C曲h町求留应力黠理闵7-|一船瓠廉0-0址恿哥坡蝉上料应力耳计界沟服此列-、疋如厂I站和式10-50；只代製线尖塔附近处(.r-t)雜齊徉离开裂坯去端茹远SL应力强疫詡子不祠是常散冏吐*甩在隔製熨面取不词的5魯出应力.代X式(itr-50)器赳对壷的斤旌启，外推卿纵坐标勢上，时測封所遐求曲K：此山于X的计辱杜武只在趙近于零时才儈脚.庇皿矗聲(t奂跚需妻冯极啣的弼格：阜加須:n客.即!&箱度悄到那啊口计算应力强度因子：GRACEfiMI-CRACEFFCGTMISE-T234HlTTPUT-ljCK-L-E-KI:竝3现4EdLd5峻gE2;-2.553-1.117-0.71331.5350HT3DIR&riOJJ(DEfiJ:：i.?2J10.23740.1J-330.122JfroiriKs:0.E1591.-1551.481.512KFACTORES7INATEEK1：阪-1K2:D.151DlR&mON(DBG:-4.的刊ITZJfrxnmKs：1.SL9颈-0.54360-11311.517ET从上图可以看出，计算应力强度应力的点与计算J积分的点是一致的。Abaqus计算的应力强度因子为裂尖处的应力强度因子。下面我们利用有限元法计算y=0处的应力强度因子，最后外推到裂尖处的应力强度因子。选取不同的半径r值计算得到的应力强度因子如下表所示：R0.20.40.60.81.01.21.41.6K647557583575585586594600Abaqus计算J积分注意事项：(1)一、Interaction模块预制裂纹(步骤：菜单/special/crack/assignseam)注意：并不是作裂纹分析都要定义seam，如果你的裂纹不是一条缝，而是一个缺口，则不需要assignseam，直接走下一步(定义裂纹)就行。创建裂纹(步骤：菜单/special/crack/create，type：contourintegral)一crackfront：crackfront是用来定义第一围线积分的区域，2D下我们可以选择包围裂尖点的面，3D则选择包围裂尖线的面；另外还有一种定义crackfront的方法，就是直接选择裂尖点(2D)或裂尖线3D),用这个方法定义crackfront不需要再定义下一步的cracktip/line，比较简便，两种方法算出的结果没有明显的差别，其实只是影响积分路线的问题，但是J积分值是路径无关的，看个人喜好吧cracktip/line:这个比较好理解就是裂尖点(2D)或线(3D)，如果我们在上一步中用方法二定义crackfront，这一步就直接跳过了一crackextensiondirection(定义裂纹扩展方向)：这里定义的其实是一个虚拟的裂纹扩展方向，定义了这个参考方向后，我们才能通过输出的角度判断裂纹扩展方向，可以通过两种方法：(1) qvector:输入一个方向，用来作为计算裂纹的扩展方向的参考方向；(2)normaltocrackplane：crackplane表示裂纹的对称面(当裂纹在一个平面内时，可能需要分开定义多个裂纹)，这种方法下我们只需定义裂纹面的法线方向，通过(t表示裂纹尖端的切线)，会在每个节点得出一个q方向；(3)注意：q的方向对输出的应力强度因子，J积分等都会有影响，一般情况下，q最好在裂纹平面内，且垂直于裂尖线的切线，否则算出的应力强度因子，J积分值等等在不同围线积分中会差别较大。二、step模块定义好了裂纹相关参数后，我们需要返回step模块定义输出变量：步骤：菜单/output/historyoutputrequests/create，domain：crack，可以输出的值包括：J-integral，Ct-integral，stressintensityfactor，T-stressJ-integral:用于应变率无关材料的准静态分析过程，包括线弹性，非线性弹性，弹塑性材料(单调加载工况)的静态分析oJ-integral的优点是和积分路径无关，从而可以避开尖端塑性区的影响。Ct-integral:用于蠕变分析(一般较少用到)应力强度因子：(1) 只能用于分析线弹性材料，表示裂纹尖端的应力场强度；(2) 有三个应力强度因子K1，K2,K3,分别对应于张开型，滑开型和撕开型裂纹的应力强度因子(3) 在输出应力强度因子时也会输出一个J-integral值，因为算法不同，这个值和直接输出的J-integral会略有差异；（4）方向判断准则：Maximumtangentialstress（在dat文件中输出的MTS值就是通过这个准则算出的裂纹扩展方向），Maximumenergyreleaserate（dat中用MERR表示），K2=0（dat中的K20）T-stress（表示裂纹尖端平行于裂纹面方向的应力