强奸乱伦小说 Abaqus 中的 Shear Damage 模子先容
Shear Damage 模子是 Abaqus 顶用于模拟延性金属材料在低应力三轴度（即剪切主导加载）下损害肇始和演化的一种唯象（phenomenological）模子。它属于 Abaqus 渐进损害与失效分析框架的一部分强奸乱伦小说。
1. 表面起头Abaqus 的 Shear Damage 模子并非基于某个单一、具有特命称号的公拓荒表表面（不像 Johnson-Cook 损害模子那样有明确的出处）。它更多地是 Abaqus 基于多数试验不雅察和数值模拟需求而拓荒的一种唯象模子。其中枢念念想是：延性材料在剪切主导的应力气象下的失效是由达到临界的等效塑性应变激励的，而且这个临界应变值依赖于现时的剪切应力气象。基础： 该模子成立在延性金属损害力学的基础上，闭塞到材料的失效模式（韧性断裂、剪堵截裂等）与应力气象密切关联。特质： 绝顶照料低应力三轴度区域（接近纯剪切或压缩剪切气象），在这些区域，材料时常发扬出剪切带（Shear Band）的酿成和膨胀，最终导致剪堵截裂。传统的基于应力三轴度的损害模子（如 Johnson-Cook 损害或一些韧性断裂准则）可能无法准确捕捉这种剪切主导的失效行径。模仿： 固然莫得单一起头，但其风物模仿了很多盘问中不雅察到的局势，即失效应变是应力气象（绝顶是偏应力或剪切应力重量）的函数。举例，一些盘问者（如 Bao, Wierzbicki 等）的使命强调了应力三轴度和 Lode 参数（或剪切应力比）对延性断裂应变的影响，Shear Damage 模子不错看作是针对特定应力气象区域（低三轴度/高剪切）的一种简化和工程化的结束。回来： Abaqus 的 Shear Damage 是一个基于试验不雅察和工程需求的、用于态状剪切主导失效的唯象损害肇始准则，整合在 Abaqus 的损害力学框架内。
2. 结束的功能Shear Damage 模子主要结束以下功能： 展望损害肇始 (Damage Initiation)： 判断材料在剪切主导加载下何时开动集会损害。当舒适特定条目（损害肇始准则达到临界值 1）时，材料单位的力学性能开动退化。模拟剪切失效： 聚合损害演化 (Damage Evolution) 模子，它不错模拟材料在剪切载荷作用下刚度和强度的逐步丧失，直至王人备失效（频频发扬为单位删除）。补充其他损害模子： 它不错与其他损害肇始准则（如 Ductile Damage - 基于应力三轴度）聚合使用，以更全面地态状材料在不同应力气象下的失效行径。举例，在高应力三轴度下使用 Ductile Damage，在低应力三轴度下使用 Shear Damage。3. 损害肇始准则 (Damage Initiation Criterion)Shear Damage 的损害肇始基于一个气象变量 ω_S 的集会。当 ω_S 达到 1 时，损害开动。其界说如下：
ω_S = ∫ (dε̄^pl / ε̄_S^pl(θ_s, ε̇̄^pl))
其中： ω_S: 剪切损害气象变量 (Shear damage variable)。损害肇始发生在 ω_S = 1 时。ε̄^pl: 等效塑性应变 (Equivalent plastic strain)。dε̄^pl: 等效塑性应变的增量。ε̄_S^pl(θ_s, ε̇̄^pl): 剪切损害肇始时的等效塑性应变。这是中枢输入参数，它是一个函数，频频依赖于：θ_s: 剪切应力比 (Shear stress ratio)。ε̇̄^pl: 等效塑性应变率 (Equivalent plastic strain rate)（用于谈判应变率效应，可选）。(温度): (Temperature)（用于谈判温度效应，可选）。剪切应力比 (Shear Stress Ratio) θ_s 的界说： θ_s = (q + k_s * p) / τ_max 或者不错抒发为θs=(1−ksη)/ϕ ，ϕ=τmax/σeq
其中：
* **q:** Mises 等效应力 (Mises equivalent stress)。
* **p:** 静水压力 (Hydrostatic pressure), p = - (σ₁ + σ₂ + σ₃) / 3 = - trace(σ) / 3。珍视 Abaqus 中拉伸为正。
大乱交* **τ_max:** 最大剪切应力 (Maximum shear stress)。
* **k_s:** 材料参数 (Material parameter)，是一个无量纲常数，反馈了静水压力对剪切失效的影响。
* **η为应力三轴度
* **σeq不错取米塞斯应力
其中： q: Mises 等效应力 (Mises equivalent stress)。p: 静水压力 (Hydrostatic pressure), p = - (σ₁ + σ₂ + σ₃) / 3 = - trace(σ) / 3。珍视 Abaqus 中拉伸为正。τ_max: 最大剪切应力 (Maximum shear stress)。k_s: 材料参数 (Material parameter)，是一个无量纲常数，反馈了静水压力对剪切失效的影响。4. 需要输入的参数很是含义使用 Shear Damage 模子，主要需要在 Abaqus 的 Material Editor 中界说 *Damage Initiation, criterion=SHEAR。其要津输入参数是： ε̄_S^pl (Shear Strain at Failure):含义： 在特定的剪切应力比 (θ_s) 和应变率 (ε̇̄^pl) 下，材料发生剪切损害肇始时的等效塑性应变值。风物： 频频以表格风物输入，每一溜界说一组 (ε̄_S^pl, θ_s, [ε̇̄^pl], [Temperature]) 数据点。Abaqus 会在这些数据点之间进行插值。第一列：ε̄_S^pl第二列：θ_s（可选）第三列：ε̇̄^pl（可选）第四列：Temperature弘大性： 这是界说剪切损害行径的中枢数据。k_s (Material Parameter):含义： 剪切应力比界说中的材料常数，用于改造静水压力对剪切失效的影响。风物： 一个单一的数值。取值范围： 关于金属材料，频频是一个较小的值，举例 0 到 0.3 之间。要是艰难数据，不错先尝试设为 0，暗示静水压力对剪切失效判定莫得班师影响（此时 θ_s = q / τ_max）。珍视： Shear Damage 只是是损害肇始准则。要模拟完满的失效经过，还需要界说损害演化 (*Damage Evolution)，举例基于能量耗散或基于特征长度的位移。损害演化需要输入特别的参数，如：Fracture Energy (G_f): 断裂能（能量型演化）。Failure Displacement (u_f^pl): 失效位移（位移型演化）。为了使失效经过更适当，频频还需要合营使用粘性正则化 (*Damage Stabilization)。5. 若何获取参数获取 Shear Damage 模子所需的参数（绝顶是中枢的 ε̄_S^pl vs θ_s 相干）是具有挑战性的，主要依赖于精密的试验测试和数值模拟的聚合： 试验测试 (获取 ε̄_S^pl 和对应的应力气象)：需要进行大略产生低应力三轴度和高剪切应力气象的力学试验。常见的试验包括： 纯扭转试验 (Torsion Test): 在薄壁管或实心圆棒上施加扭矩。这是获取纯剪切气象下 (θ_s ≈ √3 ≈ 1.732, 表面上 η=0) 失效应变的要津试验。剪切试验 (Shear Test): 使用特殊缱绻的试样，如平板带槽试样 (flat grooved specimen)、蝶形试样 (butterfly specimen)、冲剪试验 (punch test) 等，班师施加剪切力。这些试验不错遮蔽不同的剪切应力比。拉扭复合加载试验 (Tension-Torsion Test): 通过同期施加拉力/压力和扭矩，不错在更宽的范围内改变应力气象（包括 θ_s 和应力三轴度 η）。压缩试验 (Compression Test): 在高围压下进行的压缩试验未必也能达到剪切主导的失效。测量： 试验中需要精准测量载荷、位移、扭角，并通过 DIC (数字图像关联) 或应变片等本领测量试样要津区域的应变，直至断裂发生。记载断裂时的全局载荷/位移/扭角。 2.数值模拟 (反向标定 - Inverse Calibration): 由于试验测量的频频是宏不雅量或名义应变，而损害肇始发生在应力应变鸠合的局部区域，因此频频需要聚合有限元模拟来进行参数标定。 经过： 成立与试验试样几何、加载方式王人备一致的有限元模子。使用材料的塑性本构模子（如 *Plastic 界说的屈服准则和硬化规定，这些需要通过拉伸等基础试验标定）。试算与拟合： 运行模拟，改造 Shear Damage 模子中的 ε̄_S^pl vs θ_s 数据点（以及 k_s 值），使得模拟展望的断裂发生时辰（举例，载荷-位移弧线的下落点或特定单位达到损害肇始条目）与试验不雅察到的断裂时辰（或断裂载荷/位移）相匹配。索取局部量： 在模拟中，不错精准索取行将发生断裂的单位积分点处的等效塑性应变 (ε̄^pl) 和剪切应力比 (θ_s)。将这些 (ε̄^pl, θ_s) 对动作标定得到的 Shear Damage 输入数据 (ε̄_S^pl vs θ_s)。迭代优化： 可能需要对多个不同应力气象的试验进行模拟和标定，以获取遮蔽较宽 θ_s 范围的可靠数据。3.获取 k_s： k_s 的细目比拟艰巨，它反馈了压力对剪切重大的影响。不错通过对比不同静水压力水平下的剪切试验成果（举例强奸乱伦小说，不同缺口半径的拉伸试验可能会障碍反馈一些信息，但主要仍是剪切或拉扭试验）来进行标定。要是莫得填塞的试验数据，频频将其视为一个拟合参数，通过改造 k_s 值（以及 ε̄_S^pl vs θ_s 弧线）来更好地匹配一系列试验成果。或者，把柄文件中访佛材料的熏陶值进行初步设定（如 0.0 - 0.3）。进行敏锐性分析亦然必要的。 4.获取损害演化参数 (G_f 或 u_f^pl)：断裂能 G_f: 不错通过模范断裂力学试验（如紧凑拉伸 CT 试样、三点迂曲 SENB 试样）聚合 J 积分等步履测定。也不错通过拟合带有损害模子的有限元模拟成果与试验测得的载荷-位移弧线（绝顶是下落段）的面积（能量耗散）来估量。G_f 频频被觉得是网格敏锐性较低的参数。失效位移 u_f^pl: 不错通过拟合试验载荷-位移弧线的下落段来细目。这个参数与单位尺寸关联（即具有网格依赖性），Abaqus 允许界说特征长度来缓解一部分网格依赖。获取准确的 u_f^pl 频频也需要聚合试验和模拟。