Abaqus全嵌入模型模拟多裂纹扩展与粘聚力单元解析

该资源是一份关于使用ABAQUS进行全嵌入模型模拟多裂纹扩展的教程，特别关注了粘聚力模型在2D零厚度单元中的应用。教程中提到了一个具体的模拟场景，即球形刚性压头压入块状固体，通过在每个单元周围嵌入粘聚力单元来模拟裂纹扩展。此外，还提供了2个附录，分别涉及2D零厚度粘聚力单元建模和官方的Cohesive Behavior介绍。 在ABAQUS中，全嵌入模型用于模拟物体内部裂纹的扩展，这在材料断裂力学研究中非常常见。模型采用了2.1e-3直径的压头作用于4.8e-3 X 4.8e-3 X 3.2e-3尺寸的块状固体。由于粘聚力单元不考虑压应力导致的损伤，模拟过程中实际单元的损伤表现为拉开损伤。为了加速计算，采用了质量放大的技巧，但可能导致结果出现轻微的冲击效应。通过调整边界条件和材料参数，可以观察到不同的碎裂模式。 粘聚力模型是一种简化复杂破坏过程的方法，它基于两表面间的“相对分离位移-力”关系。在ABAQUS中，内置的粘聚力模型是线性的，但在下降阶段可以设置为非线性。此外，用户还可以通过自定义单元子程序实现如指数或梯形等其他类型的粘聚力模型。粘聚力模型的选择对计算结果，特别是材料分层问题，有显著影响。 在ABAQUS中，粘聚力模型可以通过粘聚力单元或粘聚力接触实现。尽管两者在模型设置一致的情况下可能产生略微不同的结果，但它们都是为了模拟界面的破坏行为。粘聚力单元包括不同维度的选项，如3D的COH3D8和COH3D6，2D的COH2D4，以及轴对称的COHAX4等。定义单元的厚度（分离）方向是使用粘聚力单元的关键步骤，确保正确设置这一方向对于模拟裂纹扩展至关重要。 总结来说，这份教程深入介绍了如何在ABAQUS中应用粘聚力模型来模拟多裂纹扩展，并提供了实用的建模技巧和注意事项，是学习和理解该主题的宝贵资料。通过附录，用户可以获得2D零厚度粘聚力单元的构建方法和ABAQUS官方关于粘聚力行为的详细解释。