轮廓综合评估
产品：Abaqus软件/Standard Abaqus软件/CAE
参考资料：
l关于断裂力学
l*分
l输出到输出数据库
l用等高线积分模拟断裂力学
概述
lAbaqus软件/Standard提供基于常规有限元法或扩展有限元法 (XFEM，请参阅使用扩展有限元法将不连续性建模为丰富的特征)的断裂力学研究的几个参数的评估：
lJ积分，它被广泛接受为线性材料响应的准静态断裂力学参数，也有局限性，适用于非线性材料响应
lC积分，在准静态步骤(准静态分析)中的时间相关蠕变行为 (率相关塑性：变和膨胀)中与J积分具有相同的作用;
l应力强度因子，用于线弹性断裂力学中测量局部裂纹尖端场的强度.
l裂纹扩展方向，即预先存在的裂纹扩展的角度，以及·T应力，代表平行于裂纹面的应力，被用作J积分等参数在多大程度上是裂纹周围变形场的有用特征的指标。
全轮廓：
l是输出数量一一它们不会影响结果：
l只能在一般分析步骤中请求;
l常规有限元法只适用于二维四边形单元、三维砖单元或三维二阶四面体单元
l与XFEM一起使用时，无需在裂纹尖端周围设置详细的符合网格即可进行评估;以及目前仅适用于一阶或二阶四面体和各向同性弹性材料的一阶砖单元与XFEM一起使用。
轮廓综合评估
Abaqus软件/Standard提供了两种不同的方法来计算轮廓积分。第一种方法是基于传统的有限元方法，这通常需要您符合网格裂纹的几何形状，明确地定义裂纹前沿，并指定虚拟裂纹扩展方向。详细的聚焦网格一般是必需的，并获得准确的轮廓积分结果，在一个三维曲面的裂纹可以是相当麻烦的。扩展有限元法 (XFEM)缓解了这些缺点。XFEM不需要网格来匹配裂纹的几何形状。裂纹的存在是由特殊的丰富的功能与额外的自由度相结合的保证。但是，您必须在裂纹前沿周围生成足够数量的元素，以获得与路径无关的轮廓，特别是在具有高裂纹前缘曲率的区域。该方法还消除了在求轮廓积分时明确定义裂纹前沿或指定虚拟裂纹扩展方向的要求。轮廓积分所需的数据是根据元素中节点处的水平集符号距离函数自动确定的 (请参阅使用扩展有限元方法将不连续性建模为丰富的特。
沿裂纹的每个位置都可以进行几个轮廓积分计算。在有限元模型中，每一个评价都可以看作是围绕裂纹尖端(二维)或沿裂纹线(在三维)围绕每个节点的材料块的虚拟运动。每个分块由等高线来定义，其中每个轮廓线都是一个完全围绕裂纹尖端的单元环，也就是从一个裂纹面到另一个裂纹面沿裂纹线的节点。这些环元素被递归地定义为环绕所有先前的轮廓。
Abaqus软件/Standard会自动从定义为裂纹尖端或裂纹线的区域中查找形成每个环的元素。每个等高线提供了等高线积分的评估。对于二维四边形单元和三维砖单元，可能的求值数量是这样的单元环的数量。对于四面体单元，您必须指定一个小半径，在该半径内标识用于断裂力学研究的元素环。需要一个精细的网格来定义环的元素周围的裂纹前沿，特别是在一个区域附近的外部自由表面。在四面体单元模型中裂纹前沿以不等于90°的角度与外部自由表面相交的情况下，您应该指定位于外部自由表面上的所有裂纹尖端节点处的表面法线(参见节点处的法线定义)。这一行动，确保在这些位置的裂纹前缘的切向方向估计准确的轮廓积分评价。环半径的默认值是沿着裂纹前沿的典型单元特征长度的两倍，这对于大多数问题都很有效您必须指定用于计算等高线积分的等高线数。此外，还必须指定要计算的等高线积分的类型，如下所述。默认情况下，Abaqus软件/Standard计算J积分。
您可以为裂纹指定一个名称，该名称用于在数据文件和输出数据库文件中标识等高线积分值。Abaqus软件/CAE也使用该名称来请求轮廓积分输出。如果使用常规有限元方法并且没有指定裂纹名称，默认情况下Abaqus软件/Standard将按照定义裂纹的顺序生成裂纹编号。如果您使用的是XFEM，您必须设置裂纹名称等于分配给丰富功能的名称。使用XFEM计算轮廓积分时，同时支持域积分方法和线积分方法。
输入文件用法：
Use the following option to evaluate the contour integral with the conventional finite
element method for two-dimensional quadrilateral and three-dimensional brick
elements:
Input File Usage:
*CONTOUR INTEGRAL, CRACK NAME=crack name, CONTOURS=n,
TYPE=integral_type
Use the following option to evaluate the contour integral with the conventional finite
element method for three-dimensional tetrahedral elements:
*CONTOUR INTEGRAL, CRACK NAME=crack name, CONTOURS=n,
TYPE=integral_type, RING RADIUS=r
Use one of the following options to evaluate the contour integral with XFEM by
using the domain integral method or the line integral method:
*CONTOUR INTEGRAL, CRACK NAME=crack name, XFEM=DOMAIN,
CONTOURS=n, TYPE=integral_type
*CONTOUR INTEGRAL, CRACK NAME=crack name, XFEM=LINE (default),
CONTOURS=n, TYPE=integral_type
Interaction module: Special->Crack->Create: Name: crack name, Type: Contour
integral or XFEM
Abaqus软件/CAE Usage:
Step module: history output request editor: Domain: Crack: crack name, Number
of contours: n, Type: integral_type
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