ABAQUS断裂力学与裂纹分析实战心得

ABAQUS是一款强大的有限元分析软件，在断裂力学和裂纹分析领域有着广泛的应用。本文档主要针对ABAQUS中断裂力学的理解和实践进行总结，特别关注于非线性/塑性断裂力学的发展和在ABAQUS中的应用。 1. **历史背景**: - 从1914年Ingless和1921年Griffith提出的线弹性断裂力学(LEFM)起，该理论在60年代之前主导了断裂研究。 - 然而，当发现裂纹尖端进入塑性区后，LEFM无法解决应力奇异性问题，1960年由Barenblatt和Dugdale提出的非线性/塑性断裂力学概念引入了塑性区，即后来cohesive fracture mechanics的基础。 - Rice在1966年发现J-积分，揭示了J-积分与能量释放率的关系，这促使cohesive fracture mechanics在工程中的重视程度提升。 2. **cohesive fracture mechanics的应用**: - 在处理像混凝土这样的准脆性材料时，cohesive fracture mechanics表现出极好的效果，特别是在70年代到90年代期间，它被广泛用于混凝土的研究。 - 模型中常见的两种方法是fictitious crack approach（假想裂纹法）和effective-elastic crack approach（有效弹性裂纹法），前者仅考虑Dugdale-Barenblatt能量机制，后者则结合了LEFM的Griffith-Irwin能量耗散机制的修正。 3. **ABAQUS中的断裂分析方法**: - ABAQUS提供了debond命令来进行裂纹分析，用户可以设置断裂准则（*FRACTURECRITERION, TYPE=XXX），定义奴隶节点（SLAVE=XXX）和主节点（MASTER=XXX），通过这种方式模拟裂纹的扩展和失效过程。 4. **针对新手的建议**: - 文档目标是为打算研究断裂力学的新手提供帮助，作者分享了自己的经验，并提醒大牛读者可以跳过部分内容。 - 所有内容均为原创，如果需要转贴，请确保注明原作者。 这篇文档深入讲解了ABAQUS在断裂力学中的应用，包括理论发展、具体模型方法以及如何在软件中实施裂纹分析。对于从事相关领域的工程师和研究人员来说，这是理解和掌握ABAQUS裂纹分析技术的重要参考资料。