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March 8, 2018

[Tutorial] Abaqus/Explicit를 이용한 금속의 손상(Damage) 및 파괴(Failure) – (2)damage evolution

안녕하세요 다쏘시스템코리아 SIMULIA 브랜드팀입니다. 이번 포스팅은 지난 번 Abaqus/Explicit 손상(Damage) 및 파괴(failure) 모델의  손상 개시(damage initiation)에 이어 손상진화(damage evolution)에
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안녕하세요 다쏘시스템코리아 SIMULIA 브랜드팀입니다. 이번 포스팅은 지난 번 Abaqus/Explicit 손상(Damage) 및 파괴(failure) 모델의 손상 개시(damage initiation)에 이어 손상진화(damage evolution)에 대해 소개해 드리겠습니다.손상 진화(damage evolution) 손상 진화는 개시 기준이 충족되면 재료 강성의 저하를 나타냅니다. 이 공식은 스칼라 손상 접근 방식을 기반으로 합니다.



– 전체 손상 변수 D는 모든 활성화된 손상 메커니즘의 결합 효과를 나타냅니다.– 손상 변수 D = 1 일 때, 재료는 완전히 파괴되었습니다. 즉, D = 1 일 때 균열(fracture)이 발생합니다.



탄소성 재료 탄소성 소재의 경우 손상은 두 가지 형태로 나타납니다. – 항복 응력 완화– 탄성 저하 손상 진화 법칙은 파괴 에너지 (단위 면적당) 또는 등가의 플라스틱 변위 중 하나로 지정할 수 있습니다.



두 접근법 모두 요소의 특성 길이를 고려합니다. 기본적으로 특성 길이는 현재 요소 형상에 따라 자동으로 계산됩니다. 또는 사용자 서브 루틴 VUCHARLENGTH를 사용하여 특성 길이를 지정할 수 있습니다. 이 공식은 메쉬 민감도가 최소화되도록 합니다. Abaqus/CAE 인터페이스



키워드 인터페이스



예제) 알루미늄 챔버 알루미늄 챔버의 경우를 보면 손상 진화의 유무에 따라 거동이 달라짐을 아래 그림에서 확인할 수 있습니다. 손상 진화를 적용했을 경우에 실제 현상과 잘 일치함을 알 수 있습니다.



엘리먼트 제거 Abaqus는 일단 재료의 강성이 완전히 저하되면 (즉, 요소가 실패한 경우) 메쉬에서 요소를 제거 할 수 있는 선택권을 제공합니다. 하나의 적분점에서 모든 섹션 포인트가 하중 운반 능력을 상실한 경우 요소가 실패했다고 합니다. 기본적으로 실패한 요소는 메쉬에서 삭제됩니다.



완전 저하되기 전에 실패한 요소 제거 전체 손상 변수 D가 임계값 Dmax에 도달하면 재료는 실패한 것으로 간주됩니다. 기본적으로 손상 변수 D는 정의된 모든 파괴 모델에 대한 모든 개별 손상 변수의 최대 값입니다. 요소가 실패하는 최대 저하 Dmax의 값을 지정할 수 있습니다. 요소가 실패시 메쉬에서 제거되는 경우 Dmax의 기본값은 1입니다. 사용법은 아래 그림과 같이 정의하면 됩니다.



*SECTION CONTROLS, NAME=Ec-1, ELEMENT DELETION=YES, MAX DEGRADATION=0.9 : ** Refer to the section controls by name on the element section definition. *SOLID SECTION, ELSET=Elset_1, CONTROLS=Ec-1, MATERIAL=Material_1 : 실패한 요소 유지 메쉬에서 실패한 요소를 제거하지 않도록 선택할 수 있습니다. *SECTION CONTROLS, ELEMENT DELETION = NO 이 경우 Dmax의 기본값은 0.99로, 요소가 원래 강성의 최소 1 % 잔류 강성과 함께 시뮬레이션 상태로 유지됩니다. 여기서 Dmax는 전단 강성 (3 차원)의 최대 저하, 총 강성 (평면 응력) 또는 uniaxial 강성 (1 차원)을 나타냅니다. 메쉬에서 제거되지 않은 요소는 정수압 압축 응력을 유지할 수 있습니다.



Abaqus/Explicit 해석에 관해 문의가 있으면 SIMULIA 기술지원팀으로 연락 부탁드립니다. (02-3270-8541)  시뮬리아  아바쿠스  SIMULIA  ABAQUS

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