Abaqus渐进损伤与失效(4.1):延性材料低周疲劳分析总述

放假啦!说到底,可我真的有假期嘛?【哼唧唧中...】

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Abaqus/Standard提供了在使用直接循环方法进行低周疲劳分析时,由于应力逆转和非弹性应变能积累而导致的塑性材料渐进损伤和破坏建模的一般能力。在最一般的情况下,需要定义以下内容:

① 用基于连续体本构模型定义响应的任何单元(包括基于连续体方法的粘聚力单元)中的未损伤延性材料;

② 损伤起始准则;

③ 损伤演化规律;

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1. 塑性材料低周疲劳损伤的通用概念

准确有效地预测非弹性结构(如电子芯片封装中的焊点)在亚临界循环载荷作用下的疲劳寿命是一个具有挑战性的问题。循环的热载荷或机械载荷常常导致应力逆转和非弹性应变的积累,这反过来又可能导致裂纹的萌生和扩展。Abaqus/Standard中的低周疲劳分析功能使用直接循环方法来模拟基于连续损伤方法的渐进损伤和失效。损伤起始和演化的特征是Darveaux(2002)和Lau(2002)提出的每周非弹性迟滞应变能稳定累积。

损伤演化规律描述了一旦达到相应的起裂准则,材料刚度每循环的退化速率。对于延性材料的损伤,Abaqus/Standard假设刚度的退化可以用标量损伤变量D来建模。在分析过程中任意给定的周期,材料中的应力张量由标量损伤方程给出:

其中¯σ是在当前增量中计算的没有损伤时材料中存在的有效(或未损坏)应力张量。当D = 1时,材料已失去承载能力。

2. 单元

在Abaqus/Standard中,延性材料的失效建模功能可用于包括力学行为的任何单元((具有位移自由度的单元,也包括基于连续体方法的粘聚力单元)。

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学到这儿了,套路其实掌握的差不多了,思路跟延性金属损伤及纤维增强材料的损伤是一致的。首先需要未损伤时的材料行为,加判断是否发生损伤的起始准则,最后需要描述损伤如何发生的演化规律。

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