ABAQUS粘聚力模型( Cohesive Model ) 应用小结.pdfVIP

为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。——张载

关于Cohesive模型应用的一些小结

学习粘聚力单元时从各种讨论中获益匪浅，现总结自己做过的一些练习模型，希望对大家有所帮

助。里面有很多是论坛中帖子里面的知识，在此对原作者一并谢过。错误疏漏之处请大家多指正。

这里所有的粘聚力模型都是指Traction-separation-basedmodeling(Themodelingofbonded

interfacesincompositematerialsofteninvolvessituationswheretheintermediategluematerialisvery

thinandforallpracticalpurposesmaybeconsideredtobeofzerothickness，帮助文献目录为32.5.1-2)。

模型中参数仅作测试用，没有实际意义。

1.引言及一些讨论

粘聚力模型(CohesiveModel)将复杂的破坏过程用两个面之间的‘相对分离位移-力’关系表达。

这种粘聚力关系很大程度上是宏观唯象的，有多种表达形式，如图1-1所示。

图1-1常见的粘聚力关系

Abaqus软件中自带的粘聚力模型为线性三角形(下降阶段可以为非线性)。其它如指数、

梯形等模型主要通过用户单元子程序(UEL/VUEL)实现。粘聚力模型的形状对某些计算结果(例如单纯的

拉开分层)影响很大。

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1.1粘聚力单元及粘聚力接触

粘聚力模型可以通过使用粘聚力单元(CohesievElements)或者粘聚力接触(CohesiveSurfaces)来

实现。在模型和参数都一致的时候，两类方法得到的结果略有差别。

1.2粘聚力单元

Abaqus中的粘聚力单元包括3D单元COH3D8，COH3D6；2D单元COH2D4；轴对称单元COHAX4；

以及相应的孔压单元。

单元的厚度(分离)方向

对于粘聚力单元，一个非常重要的方面是确定单元的厚度(分离)方向(Thicknessdirection、Stack

direction)。以三维8节点单元COH3D8为例，单元有三组相对的面，但是只能有一组相对的面可以相

互分离。在这组可分离的面中，从一个面到另一个面的方向，定义为单元的厚度(分离)方向。对于3D

单元，厚度方向对应于单元的第3(Z)方向，对于2D单元，厚度方向对应于单元第2(y)方向。

通过编写inp文件定义的粘聚力单元，分离方向由节点顺序决定。对于4/6/8个节点组成的单元，

前2/3/4个节点定义的面为底面，后2/3/4个节点定义的面为顶面。从底面到顶面的方向为分离方向（即

对于8节点单元，只有1-5，2-6，3-7，4-8这4组相对的节点可以相互断开），如图1-2.

粘聚力单元在厚度方向上只能有一层。

图1-2粘聚力单元厚度方向

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在Abaqus中定义厚度方向主要有以下几个方法：

（1）定义/修改网格划分扫掠(sweep)方向，如图1-3。扫掠方向就是厚度方向；

Mesh模块：Mesh→Controls→Sweep→RedefineSweepPath/AssignStackDirection

图1-3定义/修改扫掠方向

（2）在单元修改（只能应用于独立网格）选项中，定义单元堆叠(stackdirection)方向，如图1-4。

堆叠方向就是厚度方向；

Mesh