VUSDFLD在模拟断裂中的简单应用

The plasticity/creep/connector friction algorithm did not converge at 364 points 碰到这个错误,一般直接原因就是材料应变太大了,塑性计算迭代不收敛。但这并不意味着材料参数给得不合适或材料强度太弱,很有可能是你的接触、约束、荷载或边界出了问题,导致计算中出现的特别大的位移。或者是初始条件(如初始地应力)出了问题,程序没有计算,直接就报了这个错误。可以在下面位置看到计算不收敛的单元位置:后处理 -> Tools->Job Diagnostics

6.2.1 延性金属损伤（damage for ductile metals） 顾名思义，用于延性金属类的损伤准则。在这个准则下有七种损伤方式：ductile damage、Jolnson-cook：damage、shear damage、FLD-damage、FLSD-damage、M-K-damage和MSFLDdamage ①剪切损伤模型用于预测剪切带局部化引起的损伤；。 ②FLD、FLSD、MSFLD、M-K损伤都是用于预测金属薄片成型引起的损伤； ③柔性损伤和Johnson-Cook损伤都是一类模型，预测由于延性金属内部空隙成核、成长、集结起的损伤萌生。这些损伤方式的选择根据实际情况进行选择。

一般情况下，材料内部的缺陷、裂缝等都是非均匀分布的，采用上述的简单损伤变量定义不能准确的得到材料的损伤演化规律。在实际情况中，损伤的演化发展和材料的性质密切相关，想要准确的描述材料内部的损伤发展过程，需要借助矢量、甚至高阶张量形式的损伤变量。对于混凝土材料而言，其损伤一般都是各向异性的，但考虑到各向异性损伤的演化方程十分复杂，在细观层次的分析中难以应用和实现，因此在工程上一般将混凝土的损伤视为各向同性的，损伤变量也视为标量。

 损伤的概念 由于细观结构(微裂纹、微孔洞、位错等)引起的材料或结构的劣化过程称为损伤。  断裂的概念 由弥散分布的微裂纹串接为宏观裂纹，再由宏观裂纹演化至失稳裂纹，这一过程称之为断裂过程。 损伤力学主要研究宏观可见的缺陷或裂纹出现以前的力学过程；均匀性和连续性假设均不成立 断裂力学研究宏观裂纹体的受力与变形、以及裂纹的扩展，直至断裂的过程。均匀性假设仍成立，但且仅在缺陷处不连续。

数值计算方法： （1）有限元法 在有限元解的情况下，通过应力恢复、误差估计和新网格自动划分，进而再进行有限元求解，重复这一过程直至得到满意的有限元解。另外，随机分析是断裂力学发展的一个重要方向，也是结构可靠性评估的基础。随机有限元法在有限元法的基础上，采用随机参数来描述工程实际问题，主要研究内容包括随机变分原理、随机有限元控制方程的建立及其求解。 （2）边界元法 基本解的特性及其应用；离散化和边界单元的选取；叠加法与求解技术。 这种方法的优点是应用Guass定理使问题降阶，将三维问题化为二维问题，将二维问题化为一维问题，使数据的准备大为简化，网格的划分和重新调整更为方便，最后形成的代数方程组的规模也小得多。 （3）无网格法 也叫无单元法。该方法将整个求解域离散为独立的节点，而无须将节点连成单元，它不需要划分网格，从而克服了有限元法在计算过程中要不断更新网格的缺陷。计算过程中可以实时跟踪裂纹尖端区域进行局部细化，将连续的裂纹扩展过程看作多个线性增量，每一个增量内裂纹扩展角根据应力强度因子确定。通过在裂纹尖端细化节点引入外部基函数提高计算精度。 （4）数值流形法 该方法的基本思想是将微分几何的流形原理引入材料分析，以拓扑流形与微分流形为基础，同时吸收有限元中插值函数构造方法与非连续变形分析中块体运动学理论两方面的优势，把连续和非连续变形力学问题统一起来。 （5）小波数值法 该方法利用了小波具有的良好局部化特性，用小波函数对位移场进行逼近，建立了小波数值计算格式，模拟了裂纹尖端的奇异性问题并求解出裂纹尖端的应力强度因子。

（1）对于混凝土单元，建议选择C3D8R。“R”代表缩减积分，非缩减积分单元的构件刚度会大一点。“8”代表积分点，原则上积分点越多精度越高，但算的时间也会越长。选择C3D20R可能会导致受拉和受压损伤系数大于1，原因是损伤是按积分点计算再外插到节点上的，对于积分点肯定是小于等于1的，但外插出去到节点就可能大于1了。单元网格划分越少，构件会越刚，计算效率当然更快了。