cohesive behavior的案例
纏繞條帶加固柱體
圖5
柱體可再創(chuàng)建一個實體part，條帶與柱之間通過設(shè)置接觸，本例中采用Cohesive Behavior模擬所可能的粘結(jié)（膠水）作用，也可以設(shè)置一個初始拉應(yīng)力模擬實際情況。
a 有條帶
b無條帶
圖6對比了有無條帶，柱頂軸向加壓后的豎向變形，在條帶約束下，側(cè)向變形受限，軸向變形相應(yīng)減小。需要注意，本例中的參數(shù)取值較為隨意，不反映實際情況，只是提供一種可能的分析思路。
作者： 費康
來源ABAQUS在巖土工程中的應(yīng)用
【JY】砌體的精細化有限元模擬
此處采用B-K準則定義斷裂能，其表達式如下：
其中GS = Gs+Gt，GT = Gn + GS，且η為cohesive特性參數(shù)，設(shè)置時僅需指定參數(shù)GCn、GCs與η。
損傷因子d的軟化行為包括線性軟化和指數(shù)軟化，兩類軟化方式見圖3。其中，指數(shù)損傷演化表達式如下：
式中，Teff為有效牽引力；δ為有效位移；G0為損傷初始的彈性階段能量；δfm完全失效時的有效分離距離；δom損傷初始的有效分離距離
線性軟化
指數(shù)軟化
圖3 軟化方式
2.切向接觸
砂漿的剪力由砂漿的粘結(jié)強度和摩擦力提供。因此考慮采用粘性行為（cohesive behavior）的切向準則來定義砂漿的粘結(jié)行為，采用庫侖摩擦準則來定義切向摩擦行為（Tangential behavior）。
展開 Abaqus膠合材料的行為及設(shè)置方法
如果是接觸的話，我們把它定義成接觸，那它就只會出現(xiàn)在contact property 里面，然后去定義可cohesive property。
簡單介紹一下膠合行為，這個膠合行為主要是有這兩個學(xué)者在在這個1960年的時候把膠合應(yīng)力應(yīng)用在破壞模型里面。膠的破壞模主要把它分成adhesion failure(膠和接觸物之間的破壞)和cohesion failure(膠本身的破壞)，也就是adhesion是膠和接觸物之間的破壞，如果是cohesion failure比的話，膠本身的破壞。
所以我們用下面這張圖的話，就可以很明顯的知道什么是adhesion跟cohesion。但是在abaqus 里面我們把這兩件事情看成是同一件事情。我們就把它統(tǒng)一稱為洗cohesive behavior。
膠的實驗講義中列的有多種tensile test，shear test,peel test,fracture toughness test。電子廠跟膠廠主要會做的實驗大概就是peel test、tensile test、shear test。其實我們在abaqus 里面要輸入的參數(shù)就是normal tensile跟shear test,就主要就是這兩種，定義正向跟切向的行為。那還有一點，最下面這一點是很重要的，就是說這個規(guī)范里面它的試片黏著物是鋼板跟鋁板，我們實際上在測試這個這個膠的性質(zhì)的時候，我們是必須把它改成我們在產(chǎn)品應(yīng)用上面真實會被粘著的那些材料，因為被粘著物不一樣，它的性質(zhì)可能就會不一樣。因為我們這邊探討的是adhesion跟cohesion看在同一件事情里面，所以我們必須把這個變數(shù)都把它排除掉，未來要應(yīng)用在什么樣的材料上面，我們就是要把它粘著在那個材料上面，然后去做實驗才會是有意義的。
下圖是peel test的實驗結(jié)果。
展開 ABAQUS基礎(chǔ)問答（第二期）
24.Q:使用cohesive接觸時 出現(xiàn)At least one non-blank surface must be defined for contact interactions referencing cohesive behavior under *CONTACT PROPERTY ASSIGNMENT (see the surface interaction named COHESIVE).
A:（1) Make two interaction properties, one containing the cohesion and damage behavior and other the rest of the contact behavior (normal, tangential, etc.)
2) Define general contact with global property assignments using the non-cohesive interaction behavior.
3) Create an individual property assignment where you select the surface pairs and use the cohesive interaction model here.Continue your analysis in the regular way. It worked for me.）
25.Q:Abaqus熱分析遇到的難題，stress-displacement elements are not allowed in a heat transfer analysis。
展開 
ABAQUS中Cohesive模型粘聚力模型的2種定義方式
圖4
第四步：Cohesive單元截面屬性，在Property模塊中，點擊create section，在彈出的界面中選擇，選擇Other->Cohesive，Material選擇剛才定義的cohesive材料，Response選擇Traction Separation， Initial Thickness可使用默認值，也可指定。
第五步：將所創(chuàng)建的截面屬性賦予給相應(yīng)的幾何部件。這一步與常規(guī)操作一致，不再贅述。
第六步：損傷設(shè)置輸出，為了能在后處理中看到粘聚力單元的破壞起始，損傷以及刪除后的效果，需要在場變量輸出中進行相應(yīng)的設(shè)置。勾選Failure/Fracture下面的SDEG，DMICRT；在State/Field/User/Time下勾選STATUS。
第七步：關(guān)于Cohesive單元的網(wǎng)格劃分，有幾個需要注意的點。第一，cohesive單元的網(wǎng)格需要比較細密；第二，需要沿著cohesive單元厚度方向用掃掠的方式劃分網(wǎng)格；第三，單元種類選擇cohesive，如圖5所示，Viscosity中可Specify0.001來改善收斂性，Element Deletion可選擇Yes，表示單元完全失效時被刪除，Max Degradation設(shè)置為1，表示SDEG=1時，單元完全失效。
圖5
2、粘聚力接觸的ABAQUS設(shè)置
對于Cohesive Surface Interaction，以ABAQUS2019隱式分析為例進行介紹。
第一步：定義粘聚力接觸屬性，Interaction->Create->Mechanical->Cohesive Behavior，如圖6所示?？晒催xSpecify Stiffness Coefficients，定義相應(yīng)的K值。
展開 ABAQUS中的光滑粒子流體動力學(xué) ( SPH ) 方法
任何基于節(jié)點的面定義的接觸類型和準則都可用，包括cohesive behavior。支持定義不同的接觸特性。默認情況下，粒子不是通用接觸域中的一部分，這與一維單元（1-node elements）類似（例如point masses）。默認的粒子接觸厚度與在截面定義中指定的特征長度值相同；因此，為了實現(xiàn)接觸，粒子的接觸行為等效成一個球體，其半徑等于小立方體（與粒子相關(guān)聯(lián)的）的內(nèi)接球的半徑。
對于PC3D單元，接觸厚度不能為0，否則計算難以收斂。推薦使用默認的或指定合理的接觸厚度。
允許在使用PC3D單元定義的不同部件間建立接觸關(guān)系。但是，只有當(dāng)相互碰撞的SPH部件是由相同的流體材料組成時，接觸才有意義。例如水滴落入裝水的桶中。在與固體相關(guān)的應(yīng)用中，比如子彈穿透裝甲板，建模時一個部件必須使用常規(guī)有限元定義。
粒子和歐拉體之間不能定義接觸。
Input 輸入文件使用：
使用下列語句來定義網(wǎng)格單元或解析剛體面與粒子定義的面之間的接觸:
*CONTACT
*CONTACT INCLUSIONS
node-based particle surface, element-based/analytical_surface
輸出
PC3D單元能夠輸出連續(xù)介質(zhì)單元所有的與力學(xué)相關(guān)的參數(shù)：應(yīng)力，應(yīng)變，能量，狀態(tài)變量，場，用戶自定義變量。Abaqus/Explicit分析中的所有節(jié)點變量均可輸出。
限制
SPH法有以下限制:
· 該方法在變形不太嚴重,單元不扭曲時不如一般的拉格朗日有限元分析準確，在較大的變形時不如耦合歐拉-拉格朗日分析準確。SPH方法主要用于傳統(tǒng)有限元方法或CEL法使用受限時，或者計算成本很高時。
· 當(dāng)材料處于拉應(yīng)力狀態(tài)，粒子的運動將變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致所謂的拉伸失穩(wěn)。
展開 基于宏觀斷裂力學(xué)的CFRP薄壁結(jié)構(gòu)耐撞性能研究及應(yīng)用
［11］ZHOU Junjie，WEN Pihua，WANG Shengnan.Numerical Investigation on the Repeated Lowvelocity Impact Behavior of Composite Laminates［J］.Composites Part B：Engineering，2020，185：107771.
［12］TAN Wei，F(xiàn)ALZON B G，CHIU L N S，et al.Predicting Low Velocity Impact Damage and Compression-After-Impact（CAI）Behaviour of Composite Laminates［J］.Composites，Part A：Applied Science and Manufacturing，2015，71：212-226.
［13］TAN Wei，F(xiàn)ALZON B G.Modelling the Crush Behavior of Thermoplastic Composites［J］.Composites Science&Technology，2016，134：57-71.
［14］TAN Wei，F(xiàn)ALZON B G.Modelling the Nonlinear Behavior and Fracture Process of AS4/PEKK Thermoplastic Composite Under Shear Loading［J］.Composites Science and Technology，2016，126：60-77.
展開 ABAQUS讀懂用戶手冊系列—修煉Cohesive內(nèi)功：內(nèi)聚力單元/接觸基礎(chǔ)知識點
<p>Cohesive作為ABAQUS中常用的粘結(jié)技術(shù)，無論在模擬粘結(jié)界面（例如新舊混凝土疊合面、復(fù)合材料粘結(jié)界面）或是全局粘結(jié)單元（例如模擬細觀混凝土開裂）具有較廣泛的應(yīng)用。今天喵星人從官方的用戶手冊中選取了幾個Cohesive基礎(chǔ)而又關(guān)鍵的知識點，幫助大家修煉Cohesive內(nèi)功。</p><p class="ql-align-center"><strong>01</strong>內(nèi)聚力單元/接觸區(qū)別</p><p>對于內(nèi)聚力單元/接觸的相同之處，用戶手冊指出：</p><p>The formulae and laws that govern cohesive constitutive behavior are very similar for cohesive contact and cohesive elements. The similarities extend to the linear elastic traction-separation model, damage initiation criteria, and damage evolution laws.</p><p><strong>喵星人翻譯：</strong></p><p>控制內(nèi)聚本構(gòu)行為的公式和法則在內(nèi)聚力接觸與內(nèi)聚力單元中極為相似。包括適用于線性彈性牽引-分離模型、損傷起始準則以及損傷演化法則。</p><p>可見，內(nèi)聚力接觸與內(nèi)聚力單元的本構(gòu)模型基本相同，在ABAQUS中的操作差異在于內(nèi)聚力單元需要在材料的屬性中輸入，內(nèi)聚力接觸則是在相互作用的接觸中輸入。
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