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浅析层叠复合材料断裂的两种方法

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发表于 2016-5-16 10:54 | 显示全部楼层 |阅读模式

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ABAQUS模拟层叠复合材料断裂有两种方法:粘结行为(cohesive behavior)和虚拟闭合缝隙发(VCCT)。在此介绍一下两种方法的联系与区别。
       两种方法在应用和算法上非常相似,两者的理论都用于建立界面剪切和分层缝隙的生长和失效;在损伤发生时,采用线弹性损伤本构理论建立材料响应基于线弹性断裂法则;从损伤发生到完全失效之间消耗相同的断裂能。
两种方法的根本区别在于损伤发生时裂纹生长的预测方法。
        VCCT法假定存在缺陷,主要用于脆性材料裂纹的扩展,其中extended VCCT法支持塑形断裂和局部裂纹释放。在定义中基于面的脱绑框架,需要定义断裂能GⅠ GⅡ GⅢ,在应变能释放率超过断裂能时发生裂纹扩展,如下图1。
1.png
        粘结行为可以模拟裂纹的萌生和生长。其中裂纹萌生需要严格基于预定义的极限应力或应变。粘结行为可以用于脆性材料和塑形材料的裂纹生长,原理图如下图2。在定义中,粘结行为基于界面单元或基于接触,需要定义弹性模量,极限应力或应变以及断裂能GⅠ GⅡ GⅢ。在粘结牵引力超过临界值时裂纹萌生,当完全分开后释放临界应变能。
2.png
两种方法在双悬臂梁分离中的结果对比,如下图3。
3.png



来源:有限元在线

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