本案例基于ANSYS經典界面利用APDL完成了循環位移載荷下電子元件的界面層裂分析，案例詳盡完整，既包括建模仿真，又包括案例的深度剖析，更增添了試驗驗證對比分析，保證仿真結果的可行性與可信性！讓初學者更容易讀懂的案例解析。

   此案例的模型來源于常見的模塑封電子元器件，針對封裝材料環氧模塑化合物引腳銅材料的準靜態界面裂紋擴展。考慮了真實的封裝過程中的降溫過程，從120攝氏度降到25攝氏度。先進行了降溫分析，然后進行了相應的力學分析，建立了二維和三維的裂紋擴展模型，基于能量釋放率的內聚力模型，施加循環位移載荷，求解得到模型的應力和裂紋擴展曲線。

   部分命令流如下所示。

TUNIF,TEMP,120

NSEL,S,LOC,Y,, 

BF,ALL,TEMP,25 

ALLSEL,ALL

......

TB,CZM,2,,,CBDE   

TBDATA,1,10,25e-3,20,86e-3,1e-8

......

初始裂紋的設置采用接觸對和ESURF命令。

部分模型的裂紋擴展圖（以下只是部分模型，針對模型SD0的）。

裂紋擴展完成后獲取了線彈性條件下的模型應力分布圖。此圖主要作為確定塑性分析屈服強度的參考數據。

提取的部分模型的位移加載點的裂紋擴展曲線。此圖考慮了線彈性和彈塑性兩種情況下的裂紋擴展曲線，關于塑性模型的選取可參考附錄的PDF文檔。

以上裂紋能夠擴展，關鍵是要確定好兩點，如何形成初始裂紋和內聚力單元，采用的界面材料的斷裂準則。除了上述裂紋擴展的分析外，還獲取了特定裂紋長度下的J積分數值。在計算J積分是，裂紋尖端的網格劃分比較重要，下面給出了幾種不同軟件劃分的裂紋尖端網格模型。J積分的計算主要涉及的方法是相互作用積分法。

考慮塑性時裂紋尖端的塑性應變，此應變圖可以用來解釋彈塑性條件下J積分計算的合理性。

此外，還討論了去除內聚力以后特定裂紋長度循環載荷下的裂紋擴展曲線（考慮了80個循環），如下圖。這里明顯考慮了材料的彈塑性，卸載以后不會再回到原來的位置，產生了永久的塑性變形。

有關案例的其余內容，筆者在此不再做詳細的介紹，具體可以參考附錄的PDF文檔。

案例標簽：斷裂力學   擴展曲線  J積分 內聚力

循環載荷下電子元件的界面層裂擴展 .pdf