LS-DYNA中建立内聚力单元：共节点法详解

"在LS-DYNA中建立内聚力单元-共节点法，是有限元分析中模拟两层材料间粘附力和位移传递的一种方法。内聚力单元通常用于模拟粘接、断裂和磨损等现象。本文主要探讨了如何使用共节点法创建有厚度和无厚度的内聚力单元，包括几何模型的建立、材料属性的定义以及边界条件和载荷的设置。" 在LS-DYNA中，内聚力单元的建立是关键步骤，共节点法是一种常见的实现方式。这种方法涉及到内聚力单元与其他单元共享同一节点，从而在接触面上模拟内聚力效应。相比之下，绑定接触法则通过独立的网格并通过“tie”绑定来连接两层材料。本文侧重于共节点法，特别是如何在LS-Prepost环境中构建内聚力单元模型。 首先，创建几何模型。使用Ls-Prepost软件，选择Box_Solid实体类型，建立两个名为Beam_down和Beam_up的部件，以及一个名为Cohesive_layer的内聚力单元模型。通过MergeDupNodes功能处理重复节点，确保模型的连续性和精度。 接着，定义模型材料。上下梁部分使用*MAT_ELASTIC材料模型，设定为铝合金的弹性本构属性。内聚力层采用*MAT_COHESIVE_MIXED_MODEDG4材料模型，该模型适用于模拟环氧树脂胶的混合模式断裂。在编辑对话框中输入相应的材料参数。 在设定边界条件和载荷时，需要创建节点集合，例如Node_down和Node_up，以便于施加约束和载荷。通过*Boundary命令选择spc_set，并为不同区域指定边界条件，例如固定某些节点以模拟固定端，或者应用位移或力载荷来模拟外部作用。 在进行有限元分析时，内聚力单元的参数设置至关重要，因为它们直接影响到模拟结果的准确性。这些参数包括剪切和正应变的强度、断裂能量、损伤演化规则等。通过对这些参数的精细调整，可以更好地预测材料在受力过程中的行为，例如粘接破坏、裂纹扩展等。 总结来说，内聚力单元在LS-DYNA中的建立涉及几何模型构建、材料属性定义、边界条件设定等多个环节。共节点法提供了一种有效的方法来模拟材料间的相互作用，特别是在研究粘接结构的性能时。通过深入理解并熟练掌握这些步骤，工程师可以更准确地预测和分析结构在实际工作环境中的行为。