使用数值方法讨论BrittleCracking材料模型应用於玻璃的适用性.PDFVIP

2014 SIMULIA Regional User Meeting  使用數值方法討論 Brittle Cracking 材料模型 應用於玻璃的適用性 黃富國 1 （1.鴻海精密工業股份有限公司 /New PCEBG/DTSA ，台灣省) 摘要 本文旨在利用數值方法討論如何實現玻璃等脆性材料的斷裂模擬，首先利 用 Abaqus中提供的 Brittle Cracking 材料模型成功實現斷裂模擬，並針對不 同元素的適用性進行了討論。同時討論了靜載問題和動態撞擊問題中，如何 正確地利用此種材料模型於玻璃材料的斷裂判斷上，如四點彎曲實驗和落球 測試。本文已經釐清數值的問題，之後可再與實驗交互比對使判斷標準更加 準確。 關鍵字： 玻璃；斷裂；球擊；四點彎曲 ; 元素選用 Abstract In this thesis, we use numerical method to study how to simulate the brittle material fracture, such as glass. By using the “Brittle Cracking” material model in Abaqus, we can realize successfully and we also study its applicability for different element type. This material model and finite element modeling method can be used in both Static/ Quasi-Static and Dynamic impact fields and we show how to use it to evaluate if cracking occurring or not, such as four points bending and ball drop test. In the future, we can get more exact failure criteria by integrating experimental data and simulation results. Key words: Glass ；Failure ；Ball Drop ；Four Points Bending; Element Selection 一、引言 會破壞是一個很重要的議題。而就模擬 玻璃材料泛用於顯示模組的製作 分析來說，如何在分析結果中正確的判 上，無論是顯示屏或是觸控模組都利用 斷出玻璃是否有斷裂的風險，是提升模 了大面積的玻璃材料，因此對於產品整 擬分析報告的一個方向。Abaqus 中提供 體強度來說，玻璃也提供了一定程度的 了 一 種 材 料 的 模 型 (Brittle 強度。因此在產品的測試過程中，如跌 Cracking)，可用來實現脆性材料的斷 落試驗、球擊試驗等，如何確保玻璃不 裂行為，因此本文針對此種材料模型進 2014 SIMULIA Regional User Meeting  行數值的討論，應用於靜載問題和動態 撞擊問題中，設法歸納出如何正確地利 用此種材料模型於玻璃材料的斷裂判 斷上。以期可以先釐清數值的問題，之 後可再與實驗交互比對使判斷標準更 加準確。 二、 Brittle Cracking 材料模型 脆性材料的特徵在於當應力達到 破壞強度後，材料剛性急遽下降