cohesive zone的案例
分享cohesive疲勞裂紋論文A cohesive zone model for fatigue crack ....
分享cohesive疲勞裂紋論文A cohesive zone model for fatigue crack growth文章詳細介紹了循環損傷變量變化過程，通過本構方程控制的界面單元實現裂紋擴展。
寫的挺好的，想要重現整個過程，就是不知道從何入手，如果有高手也再進行cohesive
element模擬裂紋擴展，請給一些編程思路，謝謝了。
cohesive疲勞裂紋論文.rar
ABAQUS VUMAT/UMAT - 雙線性Cohesive zone model 單調荷載模型 ￥650
Cohesive zone model（CZM）可以被用于模擬材料的分離和剝落，并被內置于一些商業軟件中作為自帶的本構模型，模擬復合材料剝離、金屬焊接材料損傷、混凝土材料開裂以及組合材料的分離等。本文參考了abaqus用戶手冊中基于B-K law （Benzeggagh & Kenane）和 traction-separation law 的CZM，提出了算法實現，并通過VUMAT子程序和二維cohesive單元在ABAQUS中進行有限元模擬。
二維cohesive單元擁有法向和切向兩個方向的應力-位移關系（如下圖）。ft 和 fs 分別是受拉和受剪時的最大內聚力。Kn 和 Ks 是法向和切向彈性剛度。GIC 和 GIIC 代表受拉（mode I）和受剪 （mode II）時的材料最多可以消散的能量。
在混合受力模式中（mix-mode），材料即受到剪力又受到拉力。為了簡化計算條件，需要將受拉和受剪的過程耦合成等效關系。在下圖中，純剪和純拉模式可以被偶合成類似的雙線性模型。delta_0 和 delta_f 用于判斷材料在混合模式下所處的狀態，包括彈性上升、線性下降和完全破壞。
類似于Abaqus中的CZM，本文所提出算法也需要輸入彈性剛度（Kn, Ks）、最大內聚力強度（ft, fs)、最大消散能（GIC, GIIC) 和 B-K法則中的無量綱常數 n。具體算法如下：
利用EXPLICIT/DYNAMIC求解器測試單個單元和其在FRP double cantilever beam上的表現。
展開 cohesive書籍
書中介紹了一些cohesive zone model的基本內容，以及各種不同的TSL曲線，介紹了cohesive element和cohesive contact之間的異同，還有一部分的cohesive zone model在疲勞分析中的應用。
給出了應用實例，可以借鑒參考。
Cohesive Zone Modelling for Fatigue Life Analysis of Adhesive Joints (2022, Springer).pdf
展開 來自劍橋Martínez-Pa?eda 多尺度 斷裂 應變梯度的文章和源代碼（UEL， CMSG等） ￥10
International Journal of Engineering Science 156: 103369 (2020)
源代碼 見附件
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（十一）ABAQUS UEL SUBROUTINE FOR COHESIVE ELEMENTS
ABAQUS user-element subroutine (UEL) with a cohesive zone formulation. Includes the dependence of the cohesive strength on the total hydrogen concentration and the effect of cyclic loading.
Paper: S. del Busto, C. Betegón, E. Martínez-Pa?eda. A cohesive zone framework for environmentally assisted fatigue.
展開 
Abaqus子程序代碼分享
International Journal of Solids and Structures, 96: 288-299 (2016)
17、ABAQUS UEL SUBROUTINE FOR COHESIVE ELEMENTS
ABAQUS UEL子程序用于cohesive單元
ABAQUS user-element subroutine (UEL) with a cohesive zone formulation. Includes the dependence of the cohesive strength on the total hydrogen concen-tration and the effect of cyclic loading.
ABAQUS用戶元素子例程（UEL），具有內聚區公式。包括內聚強度對總氫濃度的依賴性和循環載荷的影響。
Paper: S. del Busto, C. Betegón, E. Martínez-Pa?eda. A cohesive zone framework for environmentally assisted fatigue.
展開 Abaqus利用內聚力模型（cohesive zone）模擬裂紋擴展仿真案例講解
Abaqus利用內聚力模型（cohesive zone）模擬裂紋擴展仿真案例講解
COMSOL固化仿真
現在正在仿真膠體在金屬殼體中的固化過程，而我在建立膠體與金屬殼體接觸面的粘附、以及固化后可能脫粘的模型時，在網上看到有人說Cohesive Zone Model（內聚區模型）能夠準確描述，但是我怎么找都沒找到，請問各位大佬這個模型存在嗎？在哪個位置，如何找出來？如果沒有這個模型，還有什么方法可以模擬膠體與金屬殼體接觸面的粘附、以及固化后可能脫粘情況？
abaqus 2020 熱力耦合內聚力單元初探
我的子程序結果
具體的內聚力傳熱可以看看我們的文章：
Analysis of delamination and heat conductivity of epoxy
impregnated pancake coils using a cohesive zone model
cohesive分層擴展-三維
使用內聚力模型（cohesive zone）模擬裂紋的產生和擴展，需要在預計產生裂紋的區域加入cohesive層。
方法一、建立完整的結構，然后在上面切割出一個薄層來模擬cohesive單元，用這種方法建立的cohesive單元與其他單元公用節點，并以此傳遞力和位移。
方法二、分別建立cohesive層和其他結構部件的實體模型，通過“tie”綁定約束，使得cohesive單元兩側的單元位移和應力協調。
在基于traction-separation描述的方法中，最常用的本構模型為雙線性本構模型。它給出了材料達到強度極限前的線彈性段和材料達到強度極限后的剛度線性降低軟化階段。
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上傳一個例子，細節不再描述，自己去看，至于參數設置可以參考我技術鄰其他帖子，有詳細介紹。或者有什么疑問，站內留言
cae-inp.rar
展開 基于hypermesh零厚度內聚力單元創建3D！ ￥50
但是畢竟并不是所有的人都用abaqus，其中很多人用慣了hm，希望能直接在hm中構建cohesive zone element， 下面就講下在hm中零厚度內聚力單元的構建方法。關鍵字： hypermesh， 零厚度內聚力單元
目標：
1.實現平板零厚度內聚力單元的構建,板子上下厚0.1m，中間插入一層零厚度單元。
2.曲面零厚度內聚力單元的構建
在如下兩者構型中中插入零厚度內聚力單元（ 1種平板結構，1種曲面體結構）
需要分如下兩步操作：
Step 1先生成含有厚度內聚力單元模型
step 2 偏置有厚度內聚力單元生成零厚度內聚力單元模型
如下（隱去另一側單元便于顯示）
下面是step by step的教程和hm的練習模型
hm的版本是2017
展開 Abaqus創建零厚度cohesive單元
使用內聚力模型（cohesive zone）模擬裂紋的產生和擴展，需要在預計產生裂紋的區域加入cohesive層。建立cohesive層的方法主要有：
方法一、建立完整的結構，然后在上面切割出一個薄層來模擬cohesive單元，用這種方法建立的cohesive單元與其他單元公用節點，并以此傳遞力和位移。
方法二、分別建立cohesive層和其他結構部件的實體模型，通過“tie”綁定約束，使得cohesive單元兩側的單元位移和應力協調。
有些情況下需要建立零厚度的cohesive單元以進行裂紋擴展的計算模擬，下面以第一種方法進行零厚度的cohesive單元的建模。
新建一個二維模型，如下圖所示：
假設在模型的中間有一層零厚度的cohesive單元層，做一個切割處理，如下圖所示：
切割出一個很小的縫隙之后進行網格劃分，如下所示：
完成這一步之后需要通過菜單欄Mesh-creat mesh part將單元變成孤立網格。
在此基礎上即可創建零厚度的單元。點擊菜單欄Mesh下面的Edit，如下所示：
然后框選出中間縫隙的上面一層節點，之后再選擇下面一層的一個單元面，將縫隙的上面的所有節點投影到縫隙的下層。
投影完的效果如下，中間的縫隙不見了。
打開節點號的顯示，如下所示，可以發現在中間的一層位置處相同位置有兩個節點，也即是該層單元為零厚度單元
再之后，通過Assign Element Type可修改中間這一層重合的單元，修改為cohesive單元。
長安CAE的博客
http://blog.sina.com.cn/zuoerninan
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某SUV前擋風玻璃沖擊破壞仿真分析
內聚力模型（cohesive zone model）基于彈塑性斷裂力學，被驗證可準確模型斷裂過程。對內聚力模型的理論研究和理解，參考了多篇論文[1-4]。
由于該車身尺寸大，對仿真模型進行簡化，建立僅包含粘結劑與夾層玻璃的簡化模型。前擋風玻璃組成如下圖所示。
基于前擋風玻璃網格模型，重新建立包含內聚力單元（cohesive elements）的夾層玻璃模型。設置全局網格尺寸為20mm，接觸區域網格尺寸為2mm。考慮沖擊破壞仿真模型的簡化，約束膠粘連接單元的底面的全部自由度，模擬與車窗邊緣的連接。完成的前擋風玻璃沖擊破壞仿真有限元模型如下圖所示，共有節點數約30萬個，單元數約14萬個。
在玻璃單元之間內嵌一層單元作為內聚力單元，如下圖所示。
文中玻璃內聚力模型材料的定義參考論文[6]中所參考，中間層材料定義為彈塑性類型來源于網絡。夾層玻璃斷裂行為歷程，如下圖所示。
論文[5]，深入研究中間層材料的力學性能，更詳細的描述了中間層材料對擋風玻璃的沖擊破壞性能影響顯著。
[1] 周志強. 粘結構件粘結性能的內聚力模型分析[D].浙江大學,2006.
[2] 黃劉剛. 內聚力模型的分析及有限元子程序開發[D].鄭州大學,2010.
[3] 屈鵬. 纖維/樹脂復合材料多尺度結構對力學性能的影響[D].山東大學,2012.
[4] 蔡鵬. 金屬橡膠元件粘接強度與破壞的有限元數值模擬研究[D].湘潭大學,2017.
[5] 徐曉慶. 高聚物中間層對夾層玻璃力學特性及斷裂機理的影響研究[D].清華大學,2017.
[6] 林德佳. 基于固有內聚力模型的汽車風擋玻璃沖擊破壞仿真研究[D].華南理工大學,2018.
展開 生成數條裂紋，用插入cohesive單元做二維巖石切削 ￥30
# 采用插入Cohesive單元生成多裂紋開展二維巖石切削模擬的必要性
在二維巖石切削數值模擬中，采用**插入Cohesive單元法生成多裂紋**是精準刻畫切削過程中巖石損傷、裂紋萌生-擴展-貫通及碎屑形成的核心技術手段，其必要性可從力學機理表征、數值計算精度、工程適用性三個維度展開分析。
從力學機理層面看，巖石切削本質是刀具與巖石接觸區的應力集中引發的脆性斷裂過程，伴隨多條微裂紋的萌生、擴展與貫通。Cohesive單元基于**內聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）**，可通過定義牽引-分離準則，精準描述巖石材料的斷裂過程：單元內部應力達到粘結強度前，表現為彈性變形；應力超過閾值后，單元剛度退化并伴隨能量耗散，直至單元失效形成裂紋。相較于傳統的脆性開裂模型（如最大主應力準則），Cohesive單元能夠同時表征巖石的**張開型（Ⅰ型）、滑開型（Ⅱ型）及混合型裂紋擴展**，完美契合切削過程中多裂紋的復雜擴展模式，而直接通過網格劃分預設裂紋的方法無法模擬裂紋的動態萌生過程，難以反映真實切削機理。
從數值計算精度層面分析，插入Cohesive單元法可實現多裂紋的自主演化與相互作用。在二維切削模型中，刀具擠壓巖石會在刃口前方形成應力集中區，同時在切削面下方產生次生裂紋，多條裂紋的擴展路徑相互影響，最終決定碎屑形態與切削力波動特征。Cohesive單元可預先嵌入巖石基體網格的薄弱面（如顆粒邊界、層理面）或全域分布，當局部應力滿足斷裂準則時，單元自動失效形成裂紋，無需人為預設裂紋路徑，有效避免了預設裂紋帶來的主觀性誤差。此外，Cohesive單元的剛度退化過程可平滑模擬裂紋擴展的能量耗散，解決了傳統有限元模擬中裂紋擴展時的網格畸變與計算不收斂問題，提升了切削力、裂紋擴展長度等關鍵參數的計算精度。
展開 【APDL Showcase】復合材料加筋板荷載作用下脫粘分析
通過接觸單元的粘結接觸模型（cohesive zone model——CZM）來模擬界面之間的粘結、漸進失效行為。
重點展示以下特點和功能：
1、使用實體殼單元建模（SOLSH190）
2、用粘結接觸模型（CZM）模擬界面行為
3、巧妙利用約束方程（CP）來模擬周期對稱邊界（periodic symmetry）
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【簡介】
加筋復合材料板由于其優異的耐久性和強度質量比，是飛機機身結構的理想選擇。ANSYS為分層復合材料結構建模提供了多種單元類型。在本例中，選擇了8節點的固體殼單元SOLSH190，因為它對層狀結構具有普遍適用性，并且極大地簡化了建模過程。
在這個例子中使用的SOLSH190單元的獨特特性大大簡化了薄零件之間的接觸建模。例如，當使用SOLSH190代替殼體時，不必擔心截面偏置、接觸面方向或大撓度時厚度的變化。
加筋板在承受工作荷載時，可能會經歷各種局部和整體破壞模式。這個例子主要集中在面板的整體屈曲和不同結構部件之間的粘結材料的漸進失效。為了模擬這種高度非線性和不穩定的現象，采用了非線性穩定方法和粘結接觸模型。
【案例介紹】
加筋板由三部分組成：蒙皮、桁條腹板和桁條翼緣。加強筋(桁條腹板和翼緣)按固定間隔重復施工，如下圖所示。這三種構件都由層狀復合材料制成。隨著面內壓縮載荷逐漸施加，導致面板屈曲，蒙皮和翼緣之間的產生剝離。
如下圖所示： 在本例中，在結構中部設定一個人為的初始缺陷區域（即只有標準接觸、無膠粘行為），并允許隨著負載的增加而擴展（其余位置設置粘結接觸CZM）。
板的一端被完全約束，如下圖所示。另一端假定為剛性，只允許縱向X方向上的均勻位移。
展開 ABAQUS UEL - Embedded crack model 在CST單元中的簡單實現 ￥500
為了采用有限元模擬材料的開裂，cohesive單元常被預設在連續體單元之間，通過cohesive塑性或者損傷本構模擬出材料強度下降的過程。但是，這種方式使得裂縫只能在預設cohesive單元的位置開裂。為了更好的模擬連續體單元的開裂，Embedded crack model假設在單元內部存在開裂面，并通過cohesive zone model定義開裂面的本構關系。開裂面的角度通過最大主應力確定。這種方式極大地方便了網格劃分過程。 本文通過3節點CST單元，介紹如何使用UEL子程序在ABAQUS中實現簡單的Embedded crack model。
1. Embedded crack model 的概念
假設有一個三角形單元如下，
在節點1的水平位置施加位移0.05，單元的變形為，
對于延展性良好的材料，上述變形發生時材料發生塑性變形；但是對于脆性材料，單元發生開裂，開裂的效果為下圖，
開裂面上的坐標系存在法向（n）和切向（s）行為。材料發生開裂時，開裂面的本構是非線性的，而其他連續體部分依然是線彈性的。
相比起將整個單元都定義為非線性，這種將非線性開裂面內嵌在線彈性連續體內的方法更接近脆性材料的性質。
2. 開裂面本構關系
連續體線彈性的本構采用Plane strain relation，在大部分有限元參考書中都有介紹，其剛度矩陣為，
開裂面的本構建立在塑性力學框架中，采用了簡單的 tension cut-off 屈服準則。
tn 表示開裂面上法向應力，ft 則是材料的受拉強度，可以表達為，
3.
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