地应力平衡汇总

1、1.“地应力平衡”的含义、目的和作用我们建立的几何模型一般与工程的实际情况或规模相对应，并与之相一致，例如，坡度几何模型与实际坡度大小相一致，但我们可以稍微夸大一点，想象实际坡度应该是一个较大或较高的无重力初始坡度，它在N年前突然受到重力和类似边界条件的影响，并逐渐形成今天的大小。我们不知道万有引力之前的坡度大小，也不知道n年前类似的当前边界条件。如果我们准确地知道它，我们可以在那时建立一个几何模型，然后应用重力和边界条件进行计算。变形后的形状与目前的边坡形状一致，其内力为初始应力场或地应力，因此不需要专门施加地应力。然而，问题是我们不能在压力之前知道斜坡的形状和大小。我们当前的几何模型是现在

2、斜坡的实际尺寸，它将是如果我们知道当前斜坡的内力，提取它作为几何模型的内力，然后用外力(重力)平衡它，我们建立的模型可以被认为与实际模型一致。很难真正知道当前斜坡的内力。我们采用的方法是，利用我们建立的几何模型，应用与实际模型一致的重力和边界条件进行计算，得到变形或变小或与当前边坡不完全一致的边坡的内力作为当前边坡的内力，并将其重新应用到与当前边坡一致的几何模型中，然后应用重力(当然边界条件应该基本一致)进行平衡，从而建立一个与当前模型基本一致的模型。2.如何平衡地应力显然，在原地应力平衡中，重力是一种外力，应力场是一种内力。没有内力就不可能只有外力重力。同样，没有重力也不可能只有内力(具体指

3、初始应力场)。否则，整个系统的力量将无法平衡。这就是为什么我们必须在将提取的内力应用到几何模型之后应用重力。为了平衡内外力量。abaqus的零件模块绘制功能不是很强，所以经常使用AutoCAD绘制平面图并导入abaqus。在abaqus6.10中，导入分为以下步骤：1.在AutoCAD中构建模型的平面图，并将其保存为dxf格式。由于abaqus没有单位，我们通常使用标准单位M，所以cad模型也应该以1:1的比例绘制。2.进入abaqus/cae的零件模块，依次点击文件-导入-草图，加载你的dxf文件。此时，您将从零件模块转移到草图模块；3.单击绘图区域左侧的草图管理器编辑导入的模型，但不能直接

4、执行拉伸、旋转等操作；4.切换到零件模块，点击创建零件，定义模型的基本特征；定义完成后，在绘图区左侧的工具区下部找到添加草图的功能，单击找到要加载的平面图形，然后将平面图形加载到零件模块中。由于已经定义了模型的基本特征，因此可以拉伸和旋转模型。在上一步中，没有定义模型特征，因此拉伸、旋转等。无法执行。导入过程到此结束。然而，接触分析的收敛性仍然是一个大问题，我们经常长时间停留在一个地方，找不到改进的方法。Aba_aba在abaqus FAQ中为我们提供了改进模型的方向和一些方法。在我的分析过程中，如何在模型中找到影响收敛的关键问题也是一个长期以来令人困惑的问题。让我们谈谈我的一些个人经历和看法

5、。如果有任何错误，我希望你能指出来，给我们更多的经验分享。abaqus的隐式解法是计算一个大刚度矩阵的解。这个方程在迭代后是否能达到系统默认收敛准则的范围，决定了这个计算是否能收敛。因此，为了收敛，系统的边界条件和前面的分析步骤之间的差异越小，系统就越容易找到收敛的解。有鉴于此，我们可以用以下方法使系统方程的解尽可能地接近前一步，以达到收敛。以下方法的指导思想是：模型越小越好，前后两个分析步骤的变化越小越好。1.在接触分析真正加载之前，设置一个接触步骤，使两个表面接触。在该步骤中，最好使接触面的干涉更小，例如0.001。然后放开作用在两个接触体上的力和接触方向的自由度。2.如果系统的负载很大，

6、系统的负载将分多个步骤加载，这可能使系统无法在指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。少吃多吃在这里似乎是正确的。3.如果系统有多个触点，最好将它们分成几个步骤使它们接触，就像负载一样。这种方法将使您在未来的模型修改中更有方向。4.如果模型仍然不收敛，您可以查看哪个步骤或哪个公司不收敛。如果第一步没有直接收敛，如果模型是通过如上所述将载荷和接触分成多个步骤来建立的，则可以更改载荷的顺序。如果将第二个载荷的载荷改为第一个载荷，并且计算收敛，影响收敛的主要问题应该是原始载荷或接触。在这种情况下，加载时不会收敛。此时，我们可以考虑是否有任何其他方法使步骤的变化小于前一步

7、骤的变化，如第一点中提到的，或者继续细分负载。5.如果接触分析没有收敛，您可以自己查看模型的接触表面。有时会过度拥挤。此时，在装配中稍微移动模型的相对位置，或者仅使用调整来消除接触中的过切，但是有一种方法会扭曲网格。如果问题不大，可以使用它。有时，模型中的两个接触表面变成点接触和表面接触，并且点或表面中的一个位置不是很稳定。这时，分裂出现了，有时解决办法失败了。此时，我们可以看看是否可以稍微改变一下模型。或者在这里改进网格。6.如果模型确实很大，您可以修改规划求解的设置并增加迭代次数。如果计算在开始时没有收敛，并且迭代次数后时间增量不是很小，则可以使初始值和最小值变小。模型越大，这里可以改变的

8、就越小，尤其是前后两步变化很大的时候。然而，当模型不是很大时，过小的时间增量意义不大，问题应该从模型中是否有误差来考虑。7.如果模型太大，要求解的方程将会太大，因此不必要和不重要的联系应该从模型中删除。这样，结果不会受到很大影响，计算时间可以大大减少。引言：我们知道断裂力学是由英格尔斯在1914年和格里菲斯在1921年提出的，并且一直停留在在线弹性断裂力学(LEFM)的水平，直到20世纪60年代。后来发现，裂纹尖端进入塑性区后，应力奇异性问题不能用LEF方法解决。1960年，巴伦布拉特(Barenblatt)和杜德尔(Dugdale)首次提出了非线性/塑性断裂力学的概念，并在裂纹前沿引入了塑性

9、区，这是我们现在使用的内聚断裂力学的前身。当时，这个概念还没有在学术界引起轰动。直到1966年，赖斯发现了J积分，后来发现LEFM的J积分等于能量释放率。后来，在这个项目中发现了越来越多的LEFM无法解释的问题。连贯断裂力学开始引起更多的关注。相干断裂力学在以混凝土为代表的准脆性材料的研究中取得了很好的成果，因此相干断裂力学在20世纪70年代至90年代被广泛应用于混凝土研究中。目前常用的方法主要有实用裂纹法和有效弹性裂纹法或等效弹性裂纹法，其中实用裂纹法只考虑Dugdale-Bar Enblatt能量机制，有效弹性裂纹法只考虑基于LEFM的Griffith-Irwin能量耗散机制，但也做了一些

10、修改。在ABAQUS中有几种常见的制造裂纹的方法。最简单的事情是使用去骨命令来定义*断裂标准，类型=XXX，参数。*去骨，从=XXX，主=XXX，时间增量=XX0，1，.时间，0如果您想看到开裂，请特别注意需要在指定的开裂路径上定义一个*Nset，然后*在初始条件中定义，类型=接触主设备、从设备和指定的Nset这种方法的使用实际上是有限的。另一种方法是在交互模块中定义裂缝缝，并对网格进行细化，用折叠单元模拟奇异点。该方法可以计算常用的断裂力学参数，如J积分和应力强度因子。裂纹尖端和奇点的定义：在交互-特殊中，首先定义裂纹，定义裂纹尖端和方向，然后在奇点中选择：输入0.25作为中间节点参数：然后

11、选择折叠元素侧、重复节点和对应于(1/r) (1/r 1/2)奇点的8节点单位。在这种情况下，中间节点参数选择0.25将裂纹尖端折叠成四分之一节点单位。如果中间节点不移动到1/4，它对应于(1/r)奇点，这适合于完全塑性。网格划分：在裂尖网格划分中有一些技巧需要注意。分区后，首先处理最外面的正方形，首先布置对角线和边，记住主要的点约束，然后是第三个选项，不允许元素数量改变，不允许种子改变。你可以自己调节密度。圆附近最里面的正方形只能分布在对角线上。你也可以进一步划分内圈，并将其分布在圆周上。裂纹尖端周围的内圆选择自由网格，单元类型选择cps6或cpe6，外部四边形选择sweet网格，单元类型选

12、择cps8或cpe8。记得去掉四次积分下的勾号。这种方法的几个值得注意的问题已经被许多朋友问过了。它主要是对断裂力学的理解。1.为什么xx，yy方向或通过设置理想弹塑性(epp)分析获得的最大应力值Sxx，Syy超过材料的屈服强度Sy？这个分析结果可能吗？原因是在ABAQUS中，冯米塞斯的等效应力为Se=Sy，所以在平面应变条件下，xx方向的应力sxx为sy * pi/srqt (3) sy，而Syy=Sy *(2)pi/SRqt(3)，约为屈服应力的3倍。因此，在xx和yy方向获得大于材料屈服强度的应力是正常的。2.在设置折叠元素时，为什么要将单位边缘的中点移动到四分之一，但在中间设置一个圆

13、并保持单位边缘的中点不变？事实上，这不是随机的。在有限元分析裂纹时，有必要模拟弹性分析中裂纹尖端1/SQRT(r)的奇异性，以便将单元边缘中点移动到1/4后计算的等参单元的拉盖尔型函数对应的u场恰好包含1/SQRT(r)。事实上，这种方法是断裂力学数值模拟史上一个非常聪明的发现，至今仍被广泛使用。对于理想的弹塑性分析，需要模拟裂纹尖端在1/r处的奇异性，所以我们都知道，将单元边缘的点设为1/2后计算出的法向等参单元的拉格朗日函数所对应的u场含有1/r项，可以模拟弹塑性分析所需的裂纹尖端在1/r处的奇异性。因此，分析模式背后有一个清晰而美丽的理论，似乎只需几只手就能实现。还有一个相对较新的内聚元

14、素单元。我仔细阅读了ABAQUS相干元的理论帮助，我个人的看法是ABAQUS相干元采用了一种类似于虚拟裂缝的方法，这种方法在混凝土中被广泛使用。只考虑了dugdale-barenblatt能量机制。其中，软化规律的影响非常重要。然而，ABAUQS似乎只提供线性或指数软化规律，复杂的本构关系需要另寻出路。基于格里菲斯-欧文耗能机制的J积分值可以在LEFM分析中单独计算。(ABAQUS采用了索志刚和哈钦森在1990年提出的方法。)目前，内聚断裂力学已经应用于各种材料。然而，在使用纳米或更小数量级的研究中存在许多问题，并且可能有必要结合位错和分子动力学的一些理论。现有的相干元单元需要定义损伤起始和演化准则，而软化准则目前似乎只是线性和指数的，但对于一般材料来说已经足够了。然后，通过设置后处理显示组可以看到裂纹扩展。裂纹扩展不是ABAQUS的强项。目前，使用相