地应力平衡汇总

1、“地应力平衡”的含义、目的、作用

我们所建立的几何模型一般和工程实际情况或尺寸相对应、相一致，比如边坡几何模型和实际边坡尺寸一致，但我们可以夸张一点想像，实际边坡应是由一个更大一点或更高一点的不受重力的初始边坡在n年前突然受重力和类似目前的边界条件作用下逐渐形成了今天的尺寸大小，n年前受重力和类似目前的边界条件作用之前边坡的尺寸大小，我们不得而知，如果能准确知晓，我们就可以建立一个那时的几何模型，再施加重力和边界条件进行计算，变形后形状和现状边坡形状一致，其内力也就是初始应力场或地应力，就不用专门去施加地应力了，但问题是我们不能知晓边坡受力前的形状尺寸，我们现在的几何模型就是边坡现在的实际尺寸，受力后将会变成一个更小的或与现状不一致的边坡，这不符合我们模拟现状边坡的目的。如果我们知道现状边坡的内力，将其提取出来作为几何模型的内力，再和外力（重力）平衡，则我们建立的模型才能算和实际模型一致。 真实地知道现状边坡的内力是很难的，我们采取的办法是，用我们所建立的几何模型施加和实际模型一致的重力和边界条件进行计算，得到变形后或变得更小或与现状边坡不完全一致的边坡内力近似的作为现状边坡的内力，并重新将其施加于与现状边坡一致的几何模型，再施加重力（当然边界条件也应基本一致）以平衡，这样才算建立了与现状模型基本一致的模型，其下的计算才成为可能。

2、地应力如何平衡

地应力平衡中的外力和内力的问题，地应力平衡中，显然，重力是外力，应力场是内力，仅有外力重力，没有内力是不可能的，同样，仅有内力（专指初始应力场）而不受重力也是不可能的，否则，整个体系的力不会平衡。这就是为什么我们将提取出的内力施加于几何模型后必须再施加重力的原因。为的是内力和外力平衡。

abaqus的part模块绘图功能不是很强，因此常用AutoCAD绘出平面图后导入abaqus。在abaqus6.10中，主导入要分为以下几个步骤：

1，在AutoCAD中建好模型的平面图形，并且另存为dxf格式。由于abaqus没有单位，我们通常采用标准单位m，因此cad模型也应以m为单位，按照1:1的比例绘制； 2，进入abaqus/cae的part模块，依次点击file-import-sketch，加载你的dxf文件，这时候你会由part模块转入sketch模块；

3，点击绘图区左侧的sketch manager，可以对导入的模型进行编辑，但不能直接进行拉伸、旋转等操作；

4，切换到part模块，点击creat part，定义模型的基本特征；定义完毕之后，在绘图区左侧的工具区的下方，找到add sketch的功能，点击，找到要加载的平面图形，即可将平面

图形载入part模块。由于已经定义了模型的基本特征，因此可以对模型进行拉伸、旋转等操作。在上一步中，没有定义模型特征，因此不能进行拉伸、旋转等； 导入过程至此结束。

接触分析收敛不管怎么总还是一个很大的问题，而我们经常在一个地方卡了很长的时间，怎么也找不到解决和提高的办法。而aba_aba在abaqus常见问题汇总中给了我们模型改进的方向和一些方法。在我分析的过程当中，怎么找到模型中的影响收敛的关键问题所在也是一个很让我迷茫了很长时间。下面谈一下我个人的一些经验和看法。如有错误还望大家指出，也希望大家给出自己更多的经验分享。

abaqus的隐式求解的就是求算出一个很大的刚度矩阵的解，这个方程能否通过一次一次的迭代到最后达到一个系统默认的收敛准则标准的范围之内，就决定了这一次计算能否收敛。因此要收敛的话，系统与上一个分析步的边界条件区别越小的话，系统就越容易找到收敛解。针对这一点，我们可以得到下面的几种方法来尽可能的使系统的方程的解尽可能的接近上一步，以达到收敛。下面的方法的指导思想是：尽可能小的模型，前后两个分析步的改变尽可能的少。

1. 接触分析真正加载之前，设置一个接触步让两个面接触上来，在这个步骤里面，接触面的过盈小一点好，比如0.001.接下去再把作用与两个接触体的力及接触方向的自由度放开。 2. 如果系统的载荷很多的话，将系统的载荷分做多步进行加载，一次性全上可能使系统无法在规定的迭代次数内收敛。所以根据需要分开，让abaqus的内核慢慢消化去。少吃多餐在这边好像也是成立的。

3. 系统有多个接触的话，也最好如载荷一样，分成几个step让他们接触上。这样的做法会让你以后在模型的修改中更有方向性。

4. 模型还是不收敛的话，你可以看一下是在哪一步或者那个inc不收敛。对于第一步直接不收敛的话，如果模型是像我上面把载荷和接触分成很多步建立的话，可以把载荷加载的顺序换一下。如果你把第二个加载的载荷换到第一步以后，计算收敛了，那影响收敛的主要问题应该就是原来第一个加载或着接触影响的。这种情况下面一般算到这个加载的时候还是不会收敛。这个时候可以考虑是否有什么其他办法能够使步骤的变化与上一步变动小一点，比如第一点里面提到，或者继续把这个载荷细分呢？

5. 对于接触分析不收敛的情况，可以自己看一下模型的接触面。有时候是overclosure,这个时候在assemble里面将模型相对位置稍微移动下或者用接触里面的那个adjust only to remove overclose,不过或一种方法会使你的网格扭曲变形。问题不大也是可以用的。有的时

候是因为，模型中的两个接触面变成了一个点和一个面接触，而点或者面中有一个位置并不是很稳定。这个时候就会出现了dividing,有时候求解无法成功。这时候可以看一下是不是能够将模型该处稍微改一下呢？或者将该处的网格细化一下。

6. 模型实在是比较大的话，可以修改solver的设定，将迭代次数改大一点。对于开始计算就不收敛的，而在迭代次数到了以后时间增量还不是很小的话，可以将initial和minimum改小一点。模型越大的话这边可以改的越小，特别是前后两个step变化比较大的情况下。但对于模型不是很大的情况下，太小的时间增量是意义不大的，问题应该从模型当中是否有错误去考虑。

7. 模型太大的话会导致求解的方程太大，不需要的不重要的接触最好从模型当中去除。这样的话对结果影响也不会很大，而且可以是计算时间大大的减少。

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 energy mechanism而effective-elastic crack approach只考虑了基於LEFM的Griffith-Irwin energy dissipation mechanism，但作了一些修正。 做裂纹ABAQUS有几种常见方法。最简单的是用debond命令, 定义 *FRACTURE CRITERION, TYPE=XXX, 参数。。。 **

*DEBOND, SLAVE=XXX, MASTER=XXX, time increment=XX 0,1, …… ...... time,0

要想看到开裂特别注意需要在指定的开裂路径上定义一个*Nset，然后在

*INITIAL CONDITIONS, TYPE=CONTACT中定义 master, slave, 及指定的Nset 这种方法用途其实较为有限。

另一种方法，在interaction模块，special, 定义crack seam, 网格最好细化，用collapse element模拟singularity. 这种方法可以计算J积分，应力强度因子等常用的断裂力学参数. 裂尖及奇异性定义:

在interaction-special,先定义crack, 定义好裂尖及方向, 然后在singularity选择：

midside node parameter: 输入0.25, 然后选Collapsed element side, duplicate nodes，8节点单元对应(1/r)+(1/r^1/2)奇异性。

这里midside node parameter选0.25对应裂尖collapse成1/4节点单元。如果midside nodes不移动到1/4处, 则对应(1/r)奇异性, 适合perfect plasticity的情况. 网格划分:

裂尖网格划分有一些技巧需要注意，partition后先处理最外面的正方形，先在对角线和边上布点，记住要点constraint, 然后选第三个选项do not allow the number of elements to change不准seed变化，密度可以自己调整. 最里面靠近圆的正方形可以只在对角线上布点. 也可以进一步分割内圆及在圆周上布点. 里面裂尖周围的内圆选free mesh, element type选cps6或者cpe6，外面四边形选sweep mesh, element type选cps8或者cpe8, 记住把quad下那个缩减积分的勾去掉。

这种方法的几个值得注意的问题，见不少朋友问过。主要是对断裂力学的理解问题。

1．为什么设置理想弹塑性(epp)分析的时候得到的xx,yy方向或者最大应力值Sxx, Syy会超过材料的屈服强度Sy呢, 这分析结果可能吗？

这是因为在ABAQUS中对应等于材料的屈服强度的是von Mises等效应力Se=Sy，因此在平面应变的条件下，xx方向的应力Sxx=Sy*pi/SRQT(3)>Sy, 而Syy=Sy*(2+pi)/SRQT(3), 大概是3倍的屈服应力。所以得到大于材料的屈服强度的xx及yy方向应力是正常的。

2．为什么设置collapse element的时候对弹性分析在中间就一个点而要把单元边上的中点移到1/4处，但弹塑性分析却要在中间设置一圈点并且保持单元边上的中点位置不变呢？ 这个其实不是随便定的，在有限元中分析裂纹时，对弹性分析需要模拟裂尖1/SQRT(r)的奇异性，这样在把单元边上的中点移到1/4处后计算出来的等参单元拉格郎日型函数对应的u field正好包含1/ SQRT(r)项，事实上这一方法在断裂力学的数值模拟发展史上是很巧妙的一个发现，至今仍然被广泛采用。至于理想弹塑性分析需要模拟裂尖1/r的奇异性, 这样大家

都知道在把单元边上的点放在到1/2处后计算出来的正常的等参单元拉格郎日型函数对应的u field包含1/ r项, 可以模拟弹塑性分析需要的裂尖1/r的奇异性。所以在看似动手点几下就能实现的分析模式后面有很清楚漂亮的理论作支持。

还有就是比较新的cohesive element单元。我仔细读了ABAQUS cohesive element的理论帮助，个人意见ABAQUS的cohesive element采用的是广泛应用于混凝土的类似fictitious crack的方法。只考虑了Dugdale-Barenblatt energy mechanism。这其中softening law 的影响是非常重要的。但ABAUQS似乎只提供了linear 或者exponential 的softening law，复杂的本构关系还需要另想办法。至於基于Griffith-Irwin energy dissipation mechanism的J-integral值可以在LEFM分析中单独算。(ABAQUS用的是SuoZhigang和Hutchinson在1990一篇论文中提出的方法) 目前cohesive fracture mechnics已经被应用于各种材料。不过在使用到纳米或者更小数量级的研究中碰到了不少问题，可能需要结合位错和分子动力学的一些理论。现有的cohesive element单元需要定义damage initiation和evolution的准则， softening准则目前好像只有linear和exponential，但对一般材料也够用了。然后通过设置后处理display group可以看到裂纹扩展情况。裂纹扩展不是ABAQUS的强项，目前比较方便的只能用cohesive element，我做过几个模型效果还可以，但对应的参数需要一定的实验数据支持，否则做出来了也不知道对不对。要注意geometric thickness和constitutive thickness； material stiffness和interfacial stiffness的区别以及厚度与精度的影响。Cohesive element的核心主要是TS-Law，无论里面的数据如何选取，厚度如何变化，cohesive element的表现取决于TS-Law的定义

Model Change以前只能在隐式分析中通过inp操作（显式分析不支持Model Change功能），现在v6.10版可以ABA/CAE的实现，近来很多人问起如何操作。我工作过程中尚未用到这类工况，今天随便假想一个工况，做一个小实例。有问题大家行内人士自己讨论吧。 Model Change与其他类型分析的唯一区别是在interaction management---create---选择相应的step----model change--按照图中步骤选取你需要删除或者添加的几何（或者集合）。

模型简介：

梁两端固支，在中间划分出一小段用于remove。建立2个step： step1 在前2段加载均布压力p

step2 将中间一段remove，并将均布压力增大。

结果显示：

step1的结果和一个两端固支梁加载无异； step2的结果显示右端没有应力。

单元的钝化和激活技术在对施工工序进行模拟时是十分必要的。因此，探索ABAQUS中单元的钝化和激活具有明显的意义。经测试，可按以下步骤成功实现： 1> Part

建立part，最好一次性建立part。然后结合施工顺序，对part进行partition。 2> material

a）先按一般情况建立材料信息

b）“完全弹性”材料——低弹模，相对轻质，完全弹性

此弹性材料用于拟钝化单元的“备份单元”，在确保自身变形不是很大的情况下，跟随非钝化单元一起变形，起着追踪节点坐标的作用。为此，要求完全弹性，相对于非钝化单元弹性模量小，最好能小5个数量级（有待进一步研究），相对质量要轻（因为避免自身变形过大，就得考虑自重密度与弹模之间的比例关系，过自重密度与弹模比较大，则变形必定很大，暂定5个数量级） 3>assembly

a）按照正常程序进行assembly

b）在此阶段需设置多个单元集和节点集（至少有“钝化单元节点集”，“非钝化单元节点集”，“备份钝化单元节点集”） c）对备份钝化单元集的要求

与钝化单元节点号完全一致；与钝化单元数量完全一致；单元总数会因此发生变化，增量数即为备份钝化单元数；

注意，经测试，钝化单元集只能在assembly阶段设置，否则无法钝化和激活 4>step 按一般方法设置

a）在第一阶段钝化单元集

** Remove all elements in element set EL-SET *MODEL CHANGE, REMOVE EL_SET

b）在需要激活的阶段激活钝化单元集 ** Reactivate elements in element set EL_Set *MODEL CHANGE, ADD=STRAIN FREE EL_SET

c）“完全弹性单元集”不能钝化，否则失去追逐坐标的功能 5>load

注意，各工况的计算结果是否需要累计 6>mesh 一般方法 7>job

在job管理器中，create —source file(inp) 提交inp文件

备注，目前是适于于ADD=STRAIN FREE的情况，其他情况尚未测试。“完全弹性材料”弹性模量的取值以及材料非线性以及与时间有关的因素也有待进一步探讨。

附录为一个T形梁的测试文件，即在第一个阶段钝化翼缘板，在第三个阶段激活该翼缘板。 基本原理：

首先将结构分成两个独立部分，一是需要在前期需要钝化而随后需要激活的部分，另一部分就是不需要做任何处理的剩余部分。在此将其分别命名为“需要钝化”的部分和“不需要钝化”的部分。由于ABA在激活单元时是在该单元的原始位置予以激活，而实际结构分析中往往要求在变形后的位置上以无初始应变的方式激活。故需要先确定变形后的相应位置，并予以激活。为此特设置一种具有“追踪功能”的单元。此单元实际上是“需要钝化”单元的备份单元（通过elcopy命令实现），具体要求如下：

1.该单元跟“需要钝化”单元形状完全一致，共享节点，但具有不同的单元号； 2.该单元的刚度很小，它的存在不影响原有结构的计算结果；

3.该单元的自重无限小，不至于由于自重导致该单元产生过大应力和变形； 可见，该“追踪功能”的单元具有“完全弹性”性质。

因此，当添加此单元后，实际结构实际上由三部分组成，一是“需要钝化”的单元，二是“不需要钝化”的单元，三是赋予了完全弹性材料特性的 “追踪单元”。

现在，如果将原来 “需要钝化”的单元钝化掉(*model change, remove)，则结构中剩下的就是“不需要钝化”的单元和“追踪单元”两部分。由于“追踪单元”的刚度很小，所以，理论上是不影响原有结构的受力的。但由于追踪单元仍在结构上，其变形位置是可以随 “不需要钝化”单元的变形而获得的。

当此时激活先前已经钝化的单元时，由于该单元与“追踪单元”共享节点，先前已经钝化的单元就自然而然的获得变形后的位置了。这就是“追踪”功能的基本原理。

如果“追踪单元”不采用完全弹性材料，则结构的刚度就会因此增大很多，这是第一个需要注意的地方。如果“追踪单元”的自重参数较大，则会因其弹性模量较小而产生很大的变形，这是第二个需要注意的地方。如果钝化单元后结构体系的约束设置不合理，则会出现结构不稳定的现象，这是第三个需要注意的地方。由于“追踪单元”的“完全弹性”和小自重特性，理论上讲，对结构的任何一部分的计算都不会有很明显的影响。 基本步骤：

建立part，结合施工顺序的要求对相关part进行partition，并将partition 后的各个独立部分设置单元集（以便在elcopy的时候调用）。此时的结构由两部分组成，一是“需要钝化”的单元集，二是剩余的“不需要钝化”的单元集。这两部分必须相互独立，不能有交集。当然，在同一个part里，允许有多个“需要钝化”的单元集存在。

在assembly阶段，将涉及“需要钝化”单元集的部分按part内同样的要求设置相应的单元集，以便model change时方便调用。 其它建模步骤先按一般方法完成。 然后对形成的inp文件进行修改。

1.在涉及“需要钝化”的单元集的instance里添加elcopy命令行 *Elcopy, Element shift=XXXX, Old set=Original_Set, New set=Trace_Set, Shiftnodes=0

此处的Element shift=XXXX是单元号的增加量，一般要求略大于该instance中原有单元数的最大值，否则会出现材料重复定义的错误提示；也不宜设置过大。Old set=Original_Set此处的Original_Set是在该instance中 “需要钝化”的单元集。New set=Trace_Set是新增的用于追踪的单元集。Shiftnodes=0即表示新增追踪单元集Trace_Set与“需要钝化”的Original_Set单元集共享节点。

2. 在assembly 中设置“需要钝化”的单元集，以便在model change进行相关操作。如果不在此处设置单元集，则在model change调用的时候需要指定part属性。 3.添加“完全弹性”材料

要求完全弹性，即相对于非钝化单元的弹性模量小，最好能小5个数量级；要求质轻，以避免自重引起变形过大，可近似取自重密度比其弹性模型模量小5个数量级。 4.在适当阶段钝化单元集

** Remove all elements in element set Original_Set *MODEL CHANGE, REMOVE Original_Set

需要注意的是钝化掉的是原始单元集，而不是“追踪单元集”，否则无法实现追踪功能。 5.在需要激活的阶段激活已钝化单元集 ** Reactivate elements in element set Original_Set *MODEL CHANGE, ADD=STRAIN FREE Original_Set

在此步中也可以将“追踪单元集”remove掉。

附件为jsnjcivil修改后的模型，共学习参考。该模型在model change命令中采用的是直接调用instance内部的单元集。也可以在assembly中定义单元集后直接调用单元集。

非常感谢楼主分享自己的学习经验，我认真学习了一遍，受益匪浅。但针对楼主介绍的方法和附件中的具体实例，我有几个问题想请教： （1）关于实例中三个分析步的设置

根据楼主提供的inp文件，三个分析步的设置目的是否如此：第一步钝化实际板（需要钝化部分），仅求解梁（不需要钝化部分）在自重作用下的应力及变形；第二步求解备份板（追踪单元）和梁在自重作用下的应力及变形；第三步激活实际板单元，施加均布荷载，求解均布荷载，以及实际板和梁在自重作用下的应力及变形；根据我的施工步骤的理解，三个分析步这样设置是否更为合理：第一步钝化实际板（需要钝化部分），求解梁（不需要钝化部分）在自重作用下的应力及变形；第二步钝化备份板单元（追踪单元），激活实际板单元，求解实际板和梁在自重作用下的应力及变形；第三步在板上施加均布荷载，求解在均布荷载、实际板和梁自重综合作用下的结构响应。

（2）关于备份单元是否需要设置密度（即考虑自重）的问题

根据楼主的思路，通过设置追踪单元（复制的板单元）来实现梁在自重作用下产生变形后，实际板以无初始应变的方式浇注至变形后的梁上。但根据楼主的inp文件，实际板（需要钝化部分）与梁（不需要钝化部分）共用部分结点，因此即使不给追踪单元的密度赋值（即不考虑该部分重力），在梁（不需要钝化部分）自重作用下，由于共用结点处位移连续，追踪

单元仍然会产生变形，且追踪单元的模量设置应尽量小，不能对原结构的受力产生影响。若追踪单元与不需要钝化部分不共用结点，采取接触方式，则需要进一步研究。因此我认为在需要钝化部分与不需要钝化部分共用结点时，不需要设置追踪单位的密度，只需要设置追踪单位的模量，且值应尽量小。 （3）实例中在施加重力时，*Dload

Tsection-1.DUPSlabSet, GRAV, 1., 0., -1., 0.，重力加速度为什么取1.，而不是9.8？当然这只是一个小问题。

以上问题是我看了楼主帖子后的一些想法和疑惑，欢迎大家讨论，不对之处还望批评指正。

实际上算例中inp中分为三步只是一般施工过程的简单模拟，可简洁地描述为：1. 钝化板单元，只计入主梁自重；2. 计入板的自重（湿重），即仅考虑荷载作用，不考虑板对结构的贡献；3. 激活板单元，形成组合截面，以承受二期恒载或活荷载。当然，若仅考虑线弹性材料，不考虑时间因素（如徐变收缩）等情况下，结构的响应都是线弹性的，计算结果可以直接叠加。因此，第一、二步是可以直接放在一个分析步中进行计算的。但若要考虑徐变等，分开考虑比较好。

(2) 关于密度的问题，你说的是对的，可以不考虑追踪单元的密度，只考虑比较小的弹性模量即可。

(3) 由于该inp文件是很久以前的文件，其内的梁板单元是由一个整体模型在ABA内采用partion的方式实现的。因此，梁板是共用节点的。实际上，这个不是必要条件，可以通过梁板接触面的连接来实现的。而且现在我更多的是采用表面接触的方式模拟，这样显得更方便自由。

(4)的问题，实际上在材料的容重取值中已经考虑9.8（或10）了。当你在材料参数中取质量单位的时候，后边就采用-9.8；若在材料参数中选用容重时，这里就可以取-1。不会影响计算结果。

(1)在你提到的第2个分布步中， [2.计入板的自重（湿重），即仅考虑荷载作用，不考虑板对结构的贡献；]，是不是只考虑板的湿重，而不考虑下面梁的自重及其对板的支撑作用？相当于模拟新浇混凝土板后，拆模前只受模板和脚手架的支撑而不受下面梁的支撑？第3个分析步中板梁整体承受均布荷载，此时板混凝土已经硬化，理论上说板的自重应该为干重，与第2步中的湿重不同，不过实际两者相差很小，不知道我这样理解对不对? （2）*change model实际上可以使用remove （reactivate） CONTACT PAIR，如果采用该方式，是不是不需要再设置追踪单元？例如对于附件中的实例问题，梁和板分别建立part，然后采用*tie设置两者的粘结，在分析步1、2中remove CONTACT PAIR来模拟施工过程，在分析步3中reactivate CONTACT PAIR来模拟组合截面，这个思路对不对？楼主有没有相

关的实例可供学习？

（3）施工重力中材料density给的是重量，已考虑重力加速度，我没仔细看，不好意思。

在后处理中怎样才能看到单元生死的过程，请指教，谢谢！ odb display option——Account for deactivated elements 一、

part模块中的操作：

1. 生成一个新的part，取名为plate，本part选取3D deformable solid extrusion类型（如图1） 2.通过Rectangle工具画出一长3，高6的矩形。考虑使用工具栏add-dimension和edit dimension来画出精确长度的模型。强烈建议此矩形的左上角坐标为（0，3），右下角坐标为（3，-3）（如图2）

3. 完成后拉伸此矩形，深度为1.（如图3）

4. 生成一个新的part，取名为crack，本part选取3D deformable shell extrusion类型（如图4）

5. 生成一条线，此线的左端点坐标为（0，0.08），右端点坐标为（1.5，0.08）

6 . 完成后拉伸此线，深度为1.（如图6）

7.保存此模型为XFEMtutor（如图7），以后经常保存模型，不再累述。

8. 在part Plate中分别创建4个集合，分别为：all，bottom，top和fixZ，各部分的内容如图8～11所示。

二、Material模块中的操作：

1. 创建材料elsa，其弹性参数为E=210GPa，泊松比为0.3（如图12）

最大主应力失效准则作为损伤起始的判据，最大主应力为84.4MPa（如图13）

损伤演化选取基于能量的、线性软化的、混合模式的指数损伤演化规律，有关参数为G1C= G2C= G3C=42200N/m，?=1.（如图14）

2.创建一个Solid Homogeneous 的section，名为solid（如图15），此section与材料elsa相联（如图16），并将此section赋给plate part（也就是集合all）（如

图17）

3.赋予材料取向，分别如图18～21所示。

三、划分网格：

网格控制为：Hex型 structured（如图22），单元类型为C3D8R（如图23）设置plate各边的网格种子为8，26，36（如图24），各边种子的个数不能改变（如图25）

四、装配模块：选中plate和crack两个part，分别生成2个实体（如图26），生成一个参考点，参考点的坐标为（1.5，-3，0）（如图27，28）。将参考点的

名字改为db（如图29，30）。生成集合bdisp，此集合包含db这个点。

五、Interaction模块中创建约束方程ce_bot，如图31所示。

六．Step模块中的操作：

1.建立个static的分析步，如图32所示。打开几何非线性开关，如图33所示。设置增量步，如图34所示。打开解控制，如图35和图36所示，并进行有关参数的设置，如图37和图38所示。设置场输出变量，如图39所示。请求一个新的历史输出变量，如图40所示。

七 Load模块中的操作:

设置4个位移边界条件，位移值、边界条件的名称、类型、作用载荷步、作用区域等分别如图41～44所示。

八、设置XFEM型裂纹：返回Interaction模块，先生成一个硬接触属性contact，如图45所示。再建立XFEM型裂纹，过程如图46～49所示。

九、通过关键词编辑器加入损伤稳定性控制，如图50，图51所示。新版本的abaqus可以在定义材料属性的时候直接定义这个参量Damage Stabilization

Cohesive---Viscositycoefficient，，不需要通过关键词编辑器加入损伤稳定性控制，

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/4eh2.html