Abaqus中最简单的塑性断裂模型

之前材料压溃断裂一直用Ls-dyna计算的，但考虑Abaqus利用Python参数化建模的优越性，所以采用Abaqus分析材料的压溃断裂。对标Ls-dyna的双线性塑性材料模型MAT-24，考虑失效应变这一个断裂指标。

材料参数：这里选择Abaqus中最常用的金属断裂模型——Ductile Damage（延性损伤），材料参数如下：

材料参数模型（热膨胀可忽略）

其中关于损伤失效的参数为

*Damage Initiation, criterion=DUCTILE    ****

0.1, 0.3333, 0.

损伤开始，需要指定损伤应变，应力三轴度，应变率

*Damage Evolution, type=DISPLACEMENT

0.0,

损伤演化，需要指定演化路径，比如这里指定位移为零

参考USim大佬公众号给的应力三轴度图表，这里简单地取0.3333。

分析步：为了计算效率，这里采用显式分析，时间为1e-4

显示分析步

模型：采用一个正方体C3D8R单元，背面的三个面施加对称约束，+Z面给定一个幅值为1的位移载荷。

长宽高均为1的正方体

结果：提取该单元的应变和Mises应力，给了不同的损伤起始应变和损伤演化断裂位移，最后的结果如下图

很明显，损伤开始的起裂应变（Fracture Strain）就是材料损伤开始的等效塑性应变，而损伤演化中的位移类型中指定的失效位移（Displacement at Failure）就是从损伤开始到材料完全失效断裂的位移值。

注意Fracture和Failure这两个单词的区别，Fracture可理解为金属材料内部孔洞的成核、生长和聚并形成的微裂纹对材料性能的软化影响，Failure是材料的完全失效，即不能承载，发生整个材料的完全断裂。而Ls-dyna中MAT-24材料中的失效应变用的FAIL，即失效应变，如果想让两者一致，在Abaqus中只需指定Displacement at Failure为零，即开始损伤就定为失效。

另外，损伤演化一定要指定，否则整个失效模型无效，如图中蓝色的点线，没有给定损伤演化，则材料按照给定的塑性参数计算响应。

PEEQ=0.2971, Mises = 443

PEEQ=0.3265, Mises = 395 （材料开始软化）

PEEQ=0.4929, Mises = 15.88

接近失效应变（位移），下一帧单元失效，直接删除。