ABAQUS 2D Hashin渐进损伤失效准则对比与单元删除探讨

ABAQUS显式和隐式Hashin失效的损伤起始判断准则一致，但是单元删除策略不同，如下ABAQUS帮助文档中提到：

1. Standard中，Hashin中所有的失效模式中的损伤系数达到dmax才会认为材料失效。

2. Explicit中，当任意纤维失效模式（纤维拉伸或压缩）中的损伤系数达到dmax即认为材料失效。

我们回头来看Hashin失效准则：

隐式计算中，当纤维拉伸失效准则中的失效系数达到1时，材料点还在基体方向继续有承载。而显示计算中，纤维拉伸失效满足后，材料点在基体方向即没有承载能力。

但是满足上面的条件还不足以删除单元，帮助文档中提到：

1. 隐式计算中需要所有单元截面所有的材料点失效，才会判断删除单元。

2. 显示计算中所有单元截面处任意一个材料点失效，即可判断单元删除。

例如一个壳单元中可能有3个材料点（积分点），当其中一个材料点失效时，显示计算中单元即删除，隐式计算中单元可以继续承载。

总结：

1 隐式计算更为保守，需要所有的失效模式达到最大损伤系数，判断材料点的失效，所有截面的所有材料点失效才能判断删除单元。

2.显式计算中，纤维拉伸/压缩失效模式达到最大损伤系数，判断材料点的失效，所有截面的任一材料点失效即会删除单元。

题外话：在显式计算中，会出现某些复杂应力状态下（例如开孔件拉伸），即使满足了Hashin失效准则，单元仍然具有承载能力。这与ABAQUS内部删除单元策略有关。不过通过自写vumat已经可以解决abaqus显式计算中满足2D hashin失效而不删除单元的问题。

下图是损伤后云图（左边为两个子程序云图，损伤判断略有不同）与ABAQUS的Hashin接近：

在ABAQUS的Hashin失效准则中有一个系数，默认该系数为0，此时纤维方向是最大应力准则，该系数为1是才是Hashin失效，这个需要十分小心（都是泪得出的结论）。

   系统Hashin,系数为1时与hashin子程序云图对比
 

   系统Hashin,系数为0时与最大应力子程序云图对比
 

上图是系数为1（hashin）和0（最大应力）时的系统/子程序纤维损伤云图。

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