Abaqus cohesive入门教程(2)—基于cohesive 单元方法的建模案例

基于 ABAQUS 的粘聚力单元模型实现：一个拉伸试验案例分析


引言

在上一篇文章中，我们探讨了粘聚力模型的基本理论和原理，在 ABAQUS 软件中实现粘聚力模型有两种方式：基于粘聚力单元的建模和设置接触设置实现粘聚力。本篇将通过一个简单的实验证明及演示基于粘聚力单元的建模方法在ABAQUS中的应用。此案例将采用极为简化（夸张）的尺寸以提升计算效率，但并不会影响建模策略的有效性。




假设我们正处于一个材料拉伸试验的场景中，测试对象包括两块钢板和包裹于两块钢板间的粘着材料。钢块尺寸为 1×1×1m，粘着材料尺寸为 1×1×0.1m。试验产生的力位移曲线如右侧图像所示。本章将介绍如何在ABAQUS中模拟这一力学行为。

实验设定与方法


案例概述


实例构建


部件划分

按照原始尺寸创建一个 1×1×2.1m 的部件并进行划分，完成后可直观地看到模型结构。

材料属性定义

首先定义模型中钢块的属性，采用线弹性本构模型，弹性模量设为 1e9Pa，泊松比为 0.2。接着设置粘聚力（cohesive）单元的属性，假设其参数值已在先前文章中有详细阐述，这里不予赘述。

参数输入与截面创建

选择钢材属性并创建必要的截面，随后配置粘聚力单元的截面参数，一种可能的参数配置为：在“其他”选项中选择粘聚力单元，姓名校检无误后选择创设定的粘聚力材料类型，响应设置为牵引分离，初始厚度输入“1”，此时厚度设定与实际情况并无关联，关键在于最初材料属性设定需符合试验条件。

计算流程与参数


分析步设置

注意添加 QUADSCRT、SDEG、STATUS 及 RF 变量。QUADSCRT 用于检测初始损伤，当值小于 1 表示未发生损伤，达到 1 表示已经形成损伤；STATUS 可以为 1 表示单元状态正常，为 0 表示已失效；SDEG 代表损伤变量，基于能量因子；QUADSCRT 适用于二次名义应力判据。

荷载施加

施加位移边界条件，上下钢体按照试验条件进行设定，如：上部刚体统一位移 100mm，下部刚体全约束。

结果分析与处理


反力提取与场变量处理

使用 ABAQUS 相关功能提取反力，并基于节点提取位移数据，构建力位移曲线。操作步骤中布局相关表单和函数设计，最终合并力位移和位移数据进行结果展示。

武汉格发信息技术有限公司，格发许可优化管理系统可以帮你评估贵公司软件许可的真实需求，再低成本合规性管理软件许可,帮助贵司提高软件投资回报率，为软件采购、使用提供科学决策依据。支持的软件有: CAD,CAE,PDM,PLM,Catia,Ugnx, AutoCAD, Pro/E, Solidworks ,Hyperworks, Protel,CAXA,OpenWorks LandMark,MATLAB,Enovia,Winchill,TeamCenter,MathCAD,Ansys, Abaqus,ls-dyna, Fluent, MSC,Bentley,License,UG,ug,catia,Dassault Systèmes,AutoDesk,Altair,autocad,PTC,SolidWorks,Ansys,Siemens PLM Software,Paradigm,Mathworks,Borland,AVEVA,ESRI,hP,Solibri,Progman,Leica,Cadence,IBM,SIMULIA,Citrix,Sybase,Schlumberger,MSC Products...