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1、ABAQUS计算J积分细节Abaqus 计算 J 积分，主要是指派裂纹及定义裂纹的方向，同时在 step 中的历程 输出变量中定义J积分。如下图所示：定义裂纹：2=1Edit Crack.SingularityI Cratfc front! (Pfrk&d)ICrack Tp/line; Satne as crsck front)Crack Extensior! DirpcziorCancel(1.0 GJ裂纹：定义一个尖端；另一方面指明裂纹的扩展方向（1.0,0.0）,说白了就是X 轴的方向。-Normal to crack plane: - ；.L 0 q vectorsData_ jDn
2、 symmetry plan? (haIf-crack model)；Type-：Co nto ui nte-grai omainr Geometri1Step 中输出裂纹参量：J 积分的理解：积分点123456J积分1.2581.4751.5071.5161.5201.525在 abaqus 中的 J 积分的理解：我个人觉得 J 积分表征塑形疲劳损伤的参量，可以 避开裂纹尖端塑形区域的不可计算的特性。同时 J 积分的计算数值与积分路径无 关。以下为六个计算数值：从以上图例可以看出 J 积分数值区域稳定。J积分次数疑问：为何计算多个积分点，是否最后的稳定数值就是需要计算的 J 积分数值？ J
3、积分应该是数值，而不是多个不同的数值。我个人觉得最后的稳定数值应该是需要计算的积分数值。从 dat 文件到 inp 文件，找到积分区域。691.000U0. 0000701.00000. 0000711. 00000. 0000721. 00.MO?31. 00000, 0000741.0000C,帅帅931.00000. 0000941.000U0. 0000胴1.00000. 0000961.00000. 0000971.1)0000. 00009S1,00000, D000pickseted12 以及 pickseted13 都是节点 4，坐标如图所示，在 cad 模型中的位置如 箭头指
4、向，即裂纹尖端。详细的需要看一下 abaqus 帮助文档，关于 J 积分的计算细节。积分点的个数的 意义我还没有搞清楚。对于应力强度因子K,表征裂纹尖端受力的一个参量，在裂纹尖端的应力场的一 定范围内，不同的节点计算数值大体是相同的。ft2试甲FP Utt走帘鏗近点的楼邑槪J叭.、r寵力存就ummit.m訐:St* 4 niK Ai / - 1 , 210-49)止严M3渔一,血琴)用直隈元和戍出应力 代人式 C曲h町求留应力黠理闵7-| 一船瓠廉0-0址恿哥坡蝉上料应力耳计界 沟服此列-、疋如厂 I站和式10-50；只代製线尖塔附近处(.r-t)雜齊徉离开 裂坯去端茹远SL应力强疫詡子不祠是
5、常散冏吐*甩在隔製熨 面取不词的 5魯出应力.代X式(itr-50)器赳对壷的斤旌启，外推卿纵坐标勢上，时測封所遐求曲K：此山于X的计辱杜武只在趙近于零时才儈脚.庇皿矗聲(t 奂跚需妻冯极啣的弼格：阜加須:n客.即!&箱度悄到那啊口 计算应力强度因子：GRACE fiMI-CRACEFFCGT MI SE-T234HlTTPUT-ljCK-L -E-KI:竝3现4EdLd5峻gE2;-2.553-1.117-0.71331.5350HT3 DIR&riOJJ(DEfiJ:：i. ?2J10. 23740.1J-330.122J froiri Ks:0. E1591.-1551. 481. 51
6、2K FACTORES7INATEEK1：阪-1K2:D. 151DlR&mON (DBG :-4.的刊ITZJ frxnm Ks： 1.SL9颈-0.54360-11311. 517ET从上图可以看出，计算应力强度应力的点与计算 J 积分的点是一致的。Abaqus 计算的应力强度因子为裂尖处的应力强度因子。下面我们利用有限元法 计算y=0处的应力强度因子，最后外推到裂尖处的应力强度因子。选取不同的半 径r值计算得到的应力强度因子如下表所示：R0.20.40.60.81.01.21.41.6K647557583575585586594600Abaqus 计算 J 积分注意事项：(1) 一、In
7、teraction 模块1.1 预制裂纹(步骤：菜单/special/crack/assign seam)注意：并不是作裂纹分析都要定义seam,如果你的裂纹不是一条缝，而是一 个缺口，则不需要assign seam，直接走下一步(定义裂纹)就行。1.2 创建裂纹(步骤：菜单/special/crack/create, type： contour integral)一crack front： crack front是用来定义第一围线积分的区域，2D下我们可以 选择包围裂尖点的面，3D则选择包围裂尖线的面；另外还有一种定义crack front的方法，就是直接选择裂尖点(2D)或裂尖线3D),用
8、这个方法定义 crack front不需要再定义下一步的crack tip/line，比较简便，两种方法算出的 结果没有明显的差别，其实只是影响积分路线的问题，但是J积分值是路径 无关的，看个人喜好吧crack tip/line:这个比较好理解就是裂尖点(2D)或线(3D)，如果我们在 上一步中用方法二定义crack front，这一步就直接跳过了一crack extension direction (定义裂纹扩展方向)：这里定义的其实是一个虚 拟的裂纹扩展方向，定义了这个参考方向后，我们才能通过输出的角度判断 裂纹扩展方向，可以通过两种方法：(1) q vector:输入一个方向，用来作为计
9、算裂纹的扩展方向的参考方向； ( 2) normal to crack plane： crack plane 表示裂纹的对称面(当裂纹在一个平 面内时，可能需要分开定义多个裂纹)，这种方法下我们只需定义裂纹面的 法线方向，通过(t表示裂纹尖端的切线)，会在每个节点得出一个q方向；(3)注意：q的方向对输出的应力强度因子，J积分等都会有影响，一般情 况下， q 最好在裂纹平面内，且垂直于裂尖线的切线，否则算出的应力强度 因子，J积分值等等在不同围线积分中会差别较大。二、 step 模块定义好了裂纹相关参数后，我们需要返回step模块定义输出变量：步骤：菜单/output/history outp
10、ut requests/create，domain： crack，可以输出的值包 括： J-integral， Ct-integral， stress intensity factor， T-stressJ-integral ：用于应变率无关材料的准静态分析过程，包括线弹性，非线性弹 性，弹塑性材料(单调加载工况)的静态分析oJ-integral的优点是和积分路径无 关，从而可以避开尖端塑性区的影响。Ct-integral:用于蠕变分析(一般较少用到) 应力强度因子：(1) 只能用于分析线弹性材料，表示裂纹尖端的应力场强度；(2) 有三个应力强度因子K1，K2, K3,分别对应于张开型，滑开型和撕开型 裂纹的应力强度因子(3) 在输出应力强度因子时也会输出一个J-integral值，因为算法不同，这个值 和直接输出的 J-integral 会略有差异；（4）方向判断准则：Maximum tangential stress （在dat文件中输出的MTS值就 是通过这个准则算出的裂纹扩展方向），Maximum energy release rate （dat中用 MERR 表示），K2=0（ dat 中的 K20）T-stress （表示裂纹尖端平行于裂纹面方向的应力
