Abaqus-相场法最新论文2篇

[1]3D implementation of push-out test in ABAQUS using the phase-field method

        相场方法（PFM）通过相场序参数d来定位混凝土中受损和破碎的材料，成功地避免了非光滑裂纹表面的描述，以及复杂裂纹扩展路径的预设和跟踪。然而，由于计算成本较高，大多数工作都集中在非钢筋混凝土的 2D 和简单 3D 问题上。在商业有限元代码 ABAQUS 中实施 3D PFM，以模拟组合梁混凝土中的损伤和准脆性断裂。由于序参数演化规律与传热规律的相似性，损伤问题在用户子程序UMAT和HETVAL中实现。此外，FORTRAN 文件用于定义材料属性之间的关系。该方法在ABAQUS的GUI中完成建模、计算任务提交和后处理，并直接采用内部非线性算法。通过与文献中两个经典实验数据的对比验证了建模方法的准确性，最大载荷数据与载荷-位移曲线拟合良好。此外，还开发了用于组合梁推出测试的 3D 数值模型。仿真结果与试验结果一致，如荷载-位移曲线的变化趋势、混凝土的损伤模式、剪力螺栓的受力情况等。参数分析表明，剪切粘结的抗压和抗拉强度对组合梁的承载能力有显着影响，而混凝土的材料参数影响有限，与以往的经验一致。PFM已证明其处理混凝土复杂准脆性断裂的能力，目前的工作可以为工程结构中混凝土裂缝的建模提供参考。

[2]A new mixed-mode phase-field model for crack propagation of brittle rock

        研究脆性岩石裂纹扩展过程对于岩石工程止裂设计和裂隙网络优化具有重要意义。相场模型（PFM）在处理三维多裂纹问题时比常用数值方法（如有限元法、离散元法、粒子流形法）具有简单、收敛性高等优点。然而，目前的PFM主要用于模拟I型（拉伸）裂纹扩展，难以有效模拟II型（剪切）裂纹扩展。本文建立了一种新的混合模式 PFM，通过区分总弹性应变能中的体积弹性应变能和偏弹性应变能，并考虑II 型裂纹扩展的压应力。基于ABAQUS软件自编子程序UMAT和HETVAL的交错求解方法，提出了新型混合模式PFM的数值求解方法。给出了使用不同 PFM 计算的三个示例以及测试结果以进行比较。结果表明，与传统PFM（仅模拟拉伸翼形裂纹，不能模拟II型裂纹扩展）和改进的混合模式PFM（难以模拟剪切反翼形裂纹）相比，新型混合模式PFM PFM模式可以成功模拟混合模式裂纹扩展（包括拉伸翼裂纹、剪切二次裂纹和剪切反翼裂纹）和II型裂纹扩展的全轨迹，与试验结果接近。它可以进一步扩展到模拟多场耦合载荷下各向异性岩石的多裂纹扩展。