Abaqus2020 cohesive單元只能傳熱不能刪除？非也非也

靜默本無緣

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0.前言

上一個帖子做了abaqus2020新添COH2D4T單元在熱力耦合熱力耦合界面脫粘教程，但總有人咨詢COH2D4T單元為什么不能被刪除？對此已解答過，答案是顯示（視覺上）不刪除，當(dāng)SDEG達(dá)到了1后完全失去了承載能力，具體請看COH2D4T單元在熱力耦合界面脫粘中的應(yīng)用

為了進(jìn)一步驗(yàn)證，下面做一個對比分析COH2D4、COH2D4T的案例，具體情況如下：

1、在兩個單元之間嵌入cohesive單元，類型包括COH2D4、COH2D4T

2、施加拉伸及剪切載荷至cohesive單元失效，之后反向加載

3、cohesive單元參數(shù)及模型邊界等請看下圖

cohesive單元參數(shù)

下邊界固定，上面單元施加拉伸及剪切載荷：先加載后卸載

1. COH2D4 單元分析結(jié)果

眾所周知，COH2D4單元是可以被刪除的，采用靜力通用分析步，按照上述條件得到了如下結(jié)果：

最后狀態(tài)：

即cohesive單元失效后被刪除，而卸載時由于沒添加接觸，上下兩個單元直接穿透。為了表征cohesive單元被刪除后其他單元接觸的可能性，增加通用接觸，計(jì)算結(jié)果如下：

最后狀態(tài)：

由此可見，如果cohesive單元被刪除，將生成新的面，因此添加通用接觸很好地模擬了其他單元的接觸。

下面在相同情況下（僅把分析步改為熱力耦合），對COH2D4T單元進(jìn)行分析。

2.COH2D4T 單元分析結(jié)果

先加載后卸載，所得到的計(jì)算結(jié)果如下：

最后狀態(tài)：

cohT_un_cont 64.png

由上圖可見，雖然COH2D4T沒有刪除，但計(jì)算結(jié)果跟COH2D4單元結(jié)果是一樣的，進(jìn)一步說明不被刪除只是顯示（視覺）問題。

此外，如果COH2D4T單元沒有失去作用，那么上下兩個單元無法生成新的面，即通用接觸不起作用，此時應(yīng)該出現(xiàn)穿透現(xiàn)象，但上述計(jì)算中并沒有，說明上下單元生成了新的面，從而使通用接觸很好地模擬了其他單元的接觸。

有人可能會說cohesive單元壓縮狀態(tài)下不起作用，那么如果在上述狀態(tài)下，繼續(xù)加載會得到什么結(jié)果：

如果COH2D4T起到作用，其應(yīng)力時間曲線應(yīng)該長這樣：

但是，實(shí)際情況并非如此：

第一次加載-卸載結(jié)束后的狀態(tài)：

第二次接在結(jié)束后的狀態(tài)：

cohT_un_re_cont 95.png

現(xiàn)在非常清楚了，cohesive第一次達(dá)到失效條件后，接下來的情況下 其應(yīng)力一直為0，進(jìn)一步說明COH2D4T雖然看起來一直在，其實(shí)早已失去了承載能力，跟刪除沒什么區(qū)別。

3.個人觀點(diǎn)

那么為什么COH2D4T單元即使完全失效也不刪除，為什么要保留呢？

個人認(rèn)為，COH2D4T在厚度方向傳熱過程中是有溫度梯度的，請看下圖。此外，當(dāng)COH2D4T達(dá)到了被刪除的條件后，它還能傳熱（跟熱屬性設(shè)置有關(guān)），如果直接把它刪除，就無法觀測溫度梯度變化，因此我認(rèn)為不把它刪除反而更好，因?yàn)橹皇窃陲@示上不刪除不僅不影響計(jì)算結(jié)果，還能繼續(xù)觀測熱傳導(dǎo)變化過程。