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POLARIS_InsertCohElem V2024.1【嵌入Cohesive单元】

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POLARIS-InsertCohElem是星辰北极星团队开发的一款Abaqus插件,用于实体单元之间嵌入Cohesive单元功能,可实现复杂多裂缝的研究。拓展软件原有功能,可实现全局、局部的零厚度或有厚度Coehsive单元的嵌入,可大大节约使用者的时间,提高工作效率。

V2024.1更新说明    

【V2024.1】2024年10月10日发布
  1. 完善:Python语法升级,支持ABAQUS V2024版本

  2. 新增:指定局部区域嵌入有厚度的Cohesive单元,其它区域嵌入0厚度的功能;

  3. 新增:历史数据记录功能;

  4. 新增:相邻SET集合之间的Cohesive单元创建Set集合,以"ZZ_"为集合名称前缀;

  5. 新增:插入区域的类型新增:Set_Adjacent,不同集合边界处嵌入Cohesive单元;

  6. 新增:新增边界Set节点集合和Surf面集合定义功能,方便用户定义边界条件;

  7. 新增:平面一阶三角形单元可以嵌入Cohesive单元,但无法指定为孔压单元;

  8. 新增:二维Cohesive单元角度统计功能,Result树中XYData添加角度统计直方图

更新声明    

1)购买插件并注册未满一年的老客户,享受免费更新服务;

2)购买插件并注册超过一年的老客户,需要支付20%的升级服务费用

3)如需更新,请您从购买渠道联系我们进行更新,感谢您的陪伴和支持。

不同集合间Cohesive单元    

可以将不同实体单元集合之间的Cohesive单元进行分组,如下图中三个实体单元集合Set-1,Set-2和Set-3;会自动创建ZZ_Set-1_Set-2集合,包含实体单元Set-1和Set-2公共的边界Cohesive单元;ZZ_Set-1_Set-3和ZZ_Set-2_Set-3集合同理。

新部件的Set集合    

新生成的部件会在原来部件的集合基础上,新增很多Set集合和Surface集合,以二维细观骨料部件为例,原先存在4个Set集合,新生成的部件则包含了30个Set集合,以及7个Surface集合,包含了原先的集合,以及新生成Cohesive的集合,以及一些辅助节点和单元集合,这样能方便用户快速的进行材料定义和边界条件施加。

注意1:并非所有情况均能生成这些集合,这里只是给出特殊案例帮助大家了解其含义,如有不清楚,也可以使用ABAQUS菜单Tools->Display Group->Create Display Group工具来查看不同集合的位置。

注意2:不同集合内的单元可能重复或包含相同单元,因此在定义材料属性的时候,尽量避免单元的材料属性重复定义。



单元角度直方图    

二维模型嵌入Cohesive单元后,会统计所有Cohesive单元的切向方向角度(0~180°),并生成直方图(直方图位于Result树的XYDatas内)供用户参考,并提示角度直方图在每个角度上的统计均值和标准差,以判断方向的离散型。

提示:[Info] Angle Num Mean=47.0 , Std=7.4 , Std/Mean=15.8%

Mean为角度统计数量的均值,Std为标准差,Std/Mean为二者的比值,根据这些数值,可以用于衡量Cohesive单元切向的均匀性,在部分非均质材料分析中,需避免出现不协调的分布形式

视频介绍    

主要功能    

  • 支持二维(三角形、四边形单元)的一阶二阶实体单元间嵌入Cohesive单元层

  • 支持三维(六面体、楔形体、四面体单元)一阶实体单元之间嵌入Cohesive单元层;

  • 嵌入方式多样化,支持:全局单元面、全局几何面、Set集合、Surface集合、手选几何面和手选单元面六种嵌入区域;

  • 支持零厚度非零厚度Cohesive单元嵌入,(四面体单元除外);

  • 支持渗流非渗流Cohesive单元嵌入,可实现复杂缝网压裂模拟。

历史版本更新说明    

软件开发过程避免不了一些失误,从而引起报错,遇到这样问题请及时与开发者进行联系,我们将尽快更新!插件的更新情况如下:
【V2023.1】2023年03月07日发布
  1. 修复:面集合嵌入时,部分位置错误的嵌入cohesive单元;

  2. 新增:原实体单元集合的边界Cohesive单元创建单独的OutCohe集合;

  3. 新增:平面二阶四边形和二阶三角形单元边界嵌入Cohesive单元。有了该功能,在进行水力压裂模拟时,可采用二阶三角形孔压单元C3D6MP进行网格划分,裂缝扩展路径将更复杂多样。


【V1.4】2018年09月29日发布
  1. 修复:离散体网格选择局部单元面报错;

  2. 修复:低版本打开插件报错的BUG;

  3. 新增:面集合嵌入方式;

  4. 完善:不同单元集合内部或几何边上嵌入的Cohesive单元分别建立集合;

  5. 完善:修改Set集合命名法则,将包含嵌入集合名称。

【V1.3】2018年01月16日发布
  1. 三维嵌入Cohesive渗流单元新增渗流节点集合

  2. 修复Bug:三维嵌入过程,当同时存在三棱柱和六面体Cohesive单元时,Cohesive单元分组错误。

  3. 修复生成空单元集合:'CoheElem-2'的情况;

  4. 修复Cohesive渗流节点出现双重节点的问题;

  5. 优化算法,显著提高程序的运行效率

【V1.2】2017年11月1日发布
  1. 修复模型存在两种单元类型时,新部件复 制原有部件的单元集合时单元位置出错的问题;

  2. 修复集合选择高亮出错的问题;

  3. 修复二维Edge和三维Face切换过程出错导致无法 正确选择的问题;

  4. 新增功能:当选择集合中单元面嵌入Cohesive单元时,几何边上嵌入的Coheisve单元单独创建单元集合,从而方便用户选择。

【V1.1】2017年09月15日发布
没能逐一通知到各位用户,请需要更新的小伙伴,主动与开发者联系,感谢您的支持!

仿真案例    

压头撞击厚板的仿真模拟:分析不同撞击速度条件下,厚板裂缝扩展形态的差异。
钢筋膨胀致混凝土保护层脱层模拟:采用三种方法进行模拟,其中最后一种方法则是在砂浆中嵌入零厚度Cohesive单元进行模拟.
复杂缝网水力压裂模拟对于节理性或裂缝发育地层的压裂模拟,可以结合全局嵌入Cohesive渗流单元,在天然裂缝位置的Cohesive单元,定义强度较弱的材料属性,从而分析天然裂缝对水力裂缝扩展的影响。

插件界面    

工具条中单击 按钮将弹出POLARIS_INSERTCOHELEM界如下:

Video Introduction按钮:点击后可以跳转到视频介绍链接,请在联网状态下点击,否则无法观看。
Documentation按钮:点击后,在浏览器中将打开插件的帮助文档。
Part区块:选择需要嵌入的部件(Part)和部件(Part)所在的模型(Model)。
Region Types区块:选择嵌入区域的类型,目前支持六种:
  • All ElemSurfs:所有单元之间均嵌入Cohesive单元;

  • Set Adjacent:所有Set集合的相邻界面处嵌入Cohesive单元;

  • ElemSufs of Set:Set集合内部所有单元面之间嵌入Cohesive单元;

  • ElemSufs of Surface:Surface集合内部所有单元面之间嵌入Cohesive单元;

  • All GeoFaces:所有内部几何面上嵌入Cohesive单元;

  • Select GeoFaces:手动选择几何面,嵌入Cohesive单元;

  • Select ElemSurfs:手动选择单元面,嵌入Cohesive单元。

Control Parameters区块:设置嵌入Cohesive单元的尺寸和网格类型:

1) Thickness Region:设置嵌入Cohesive单元的法向厚度区域,默认为all,即,如果定义了Thickness of Cohesive不为0时,在全部区域嵌入有厚度的Cohesive单元;如果选择自定义集合区域,仅在指定位置内嵌入有厚度Coehsive单元。且只有在Abaqus2016以上版本才能被激活,否则为失效状态。

2) Thickness of Cohesive:设置嵌入Cohesive单元的法向厚度,默认为零,且只有在Abaqus2016以上版本才能被激活,否则为失效状态。

3) Add Pore Pressure Nodes:是否嵌入孔压节点,勾选上后,将嵌入COH*D*P渗流单元,否则嵌入COH*D*无渗流单元

用户选择嵌入的部件、区域类型、控制参数以后点击OK或APPLY可激活嵌入程序,在Abaqus信息提示框中将提示嵌入的进度和嵌入单元的基本情况,如下图所示:

插件测试    

测试电脑:CPU主频2.5GHz,内存8G 1333MHz
测试模型:三维20*20*20立方体块
测试模型:二维100*100正方形

示例    

球体全局嵌入有厚度Cohesive单元
绿色部分:原有实体单元,创建BaseElements集合
红色部分:几何面位置处的Cohesive单元层,创建CoheElem-1集合
蓝色部分:非几何面位置处的Cohesive单元层,创建CoheElem-2集合

纤维束嵌入有厚度Cohesive单元
部件通过刨切产生内部几何面,嵌入方法选择全部几何面的形式进行嵌入,可实现方形纤维之间嵌入cohesive单元层。

混凝土细观骨料模型嵌入Cohesive单元
混凝土细观分析中,经常需要模拟砂浆、骨料以及二者的界面层,砂浆和界面层强度较低,通常需要分析结构承载下的破坏与失效过程,本例中涉及三种不同粒径骨料,每种骨料定义不同材料性质,那么其内部的Cohesive单元也需要单独定义成不同集合;在嵌入Cohesive单元之前,分别定义集合ZZA-Layer1、ZZA-Layer2、ZZA-Layer3;嵌入Cohesive后,ZZA-Layer1内部的单元界面上嵌入的Coehsive单元会建立成集合ZZA-Layer1_Cohe,这样可以实现不同集合内部的Cohesive单元定义不同的材料属性。

来源:易木木响叮当
AbaqusUGpythonUM材料控制
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-10-17
最近编辑:1月前
易木木响叮当
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