Cohesive模型小谈及史上最全0厚度粘聚力单元创建方法之4进阶(金刚葫芦娃娃儿原创)

1、创建0厚度单元6种方法小结及方法4进阶 金刚葫芦娃娃儿原创 声明：如因出现的学术性错误造成的损失，本人不承担任何法律责任。 创建0厚度单元的原因：次要_外观需求（也是创建有几何厚度的主要原 因）；主要_力学上，如果厚度相对过大，相当于平板受力，造成单元翘 曲，而这种翘曲是我们很不希望出现的。所以，大部分研究人员都采用0 厚度的单元。 6种可能的方法：1、orphan网格offset法 2、surface based cohesive 法 3、节点坍塌法 4、直接在inp中创建法 5、借助其他软件，如 matlab/fortran/c#法 6、- cohesive研究现状：1、多场耦合下（电磁湿

2、等）的cohesive单元开发， 热聚力单元已有很多人开发出研究过。2、T-S law本构的创建。众所周知， 不同的材料有不同的损伤断裂失效机理，这是由于材料内在属性不同及 微结构不同造成的。对brittle metals,ductile metals,concretes,socks， polymers,composites,biomaterilas,woods,etc,TS曲线一般形状 尺寸是不 一样的。用的最多的TS 当属双线性本构，简单是其流传开来的主要原因。 其他形状如指数型、上升-水平-下降型、直接下降型、表型等等。例如岩 土大师Bazant最先把其应用到混凝土脆性断裂模拟中。粘聚力

3、做的比较好 的学者，Gurson,Needleman ,Tvergaard,Ingos，Brocks,Paulino,etc。 （我不做这方面记不清了有些人）。3、模型参数的实验测定，及反向法 有待研究。4、数值性方面，比如网格依赖性、数值收敛性、平滑性等。5、 离大量实际应用还有一段距离。 误区，材料的TS law跟结构的TS law 是两个不同概念。做压缩失效这 一块，效果不好，主要是压缩失效有个再接触问题，接触算法比较复 杂。当然已有学者考虑了这方面因素，做的比较好的。其他低级的理 解及误区，如接触应用tie或coupling的用成其他不合理的接触。 cohesive模型是个相对来说简单

4、而在模拟失效中算比较高效的方法了 尤其是分层脱粘方面，模拟精度很高。其次在模拟脆性断裂（沿晶这 类解理型断裂）中应用很广。当然还有其他很多领域。abaqus中扩展 型XFEM尖端是考虑了局部cohesive zone 的，即经典的带状粘性区。 当然，cohesive还有很多地方需要注意的地方。 6种方法小结 orphan网格offset法 surface based cohesive 法 节点坍塌法 直接在inp中创建法 借助其他软件，如matlab/fortran/c#法 优势 主要应用于3D 可算一种0厚度单元的变形，直接 定义接触属性即可 对于2D简单模型，高效。3D的也能应用。 直接，

5、速度较快，对于在复杂模型中 插入局部CZM优势很大 方法四的进阶，能实现全域相邻 单元间插入0厚度的单元，高效 劣势 法1、要将网格部件转换成orphan；复 杂的微结构两相间插入界面单元不现 实； 法2、与0厚度的cohesive单元做出的 结果可能会出现差别； 法3、复杂的微结构两相间插入界面单 元不现实；3D中操作较复杂，需要一 定技巧； 法4、不如法5 强大，存在限制 性； 法5、 需要一定的编程能力，操 作上需要耐心，细心，较复杂； 法6、暂不提供； 直接在inp中创建法进阶教程 久等了，小伙伴们儿，无废话，直接上图 结束 谢谢 步骤1 如图，创建10 个单元，要在 中间插入一层 c

6、ohesive单元。 节点编号，单 元编号已显示。 Demo 步骤2 一定要在装配 后，为了简便， 直接进入Job 把模型写入inp 中，用fortran 或记事本打开， 显示如左图。 Demo 步骤3 1、复制与要创 建的cohesive单 元相关的节点坐 标，并重新编号， 在原编号基础上 加100、1000 等等，为便于区 分新的节点编号 2、本例中要在 中间层创建0厚 度的单元，故 107 108 109 110 111 112 3、节点复制结 束，下一阶段， 创建新cohesive 单元 Demo 节点坐标复制及重编号节点坐标复制及重编号 步骤4 1、创建cohesive单元， 单元编号要与相应的节 点坐标编号连接起来， 注意区分新的单元编号。 创建单元集合名cohel 2、本例中要在中间层 创建0厚度的5个单元。 用关键字*Element指定 单元类型 3、重要！修改之前的 部分单元连接节点的编 号。由于插入了新的单 元，导致下部分单元连 接的节点应为新创建的 单元 的下部分节点，找到对 应的编号改过来即可, 见黄框 DemoDemo 步骤4 4、注意！连接单元编 号与节点编号的逆时针 原则。一些地方的代码 行间不能有多余的空行 出现 5、直接保存即可。重 新导入新的文件， 重新建。添加材 料属