VCCT模型
關注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-01-05
VCCT模型的實例教程
下表顯示了模型中裂紋尖端在兩個不同時間步長下的能量釋放速率值，即裂紋擴展之前和擴展時：
表數(shù)據(jù)顯示，裂紋擴展首先發(fā)生在裂紋尖端1和2處，而裂紋尖端3和4處的裂紋擴展稍晚。這種行為表明，主要分層首先發(fā)生在曲線區(qū)域的三角形和覆層之間的界面上，然后發(fā)生在UD編織物和三角形之間。同樣，對于裂紋尖端1、2和4，斷裂標準比比裂紋擴展開始后高得多，表明裂紋擴展不穩(wěn)定。為避免過度預測最大加載，使用較小的最小時間步長（DTMIN）值。
下圖顯示了能量釋放率的增加，直到發(fā)生失效：
該圖顯示了反作用力隨Y方向位移的變化。T形接頭模型在時間t1、t2和t3的響應表明，反作用力首先增加，并在裂紋擴展開始之前達到最大值。在時間t3之后，幾乎所有的裂紋都開始生長。當裂紋擴展開始時，力突然下降并穩(wěn)定下降。
通過界面單元的變形或在后處理中從模型中隱藏界面單元，很容易觀察到分層。
下圖顯示了不同時間步下板的分層情況：
裂紋尖端1和3的裂紋擴展最終合并，從而分離層壓板。
與脫粘能力的比較
使用接觸單元的現(xiàn)有脫粘能力分析T形接頭。內(nèi)聚區(qū)模型（CZM）描述了接觸界面的行為。該模型使用一個選項來定義具有牽引力和臨界斷裂能（TB，CZM，，，，TBOPT=CBDE）的雙線性材料行為。邊界條件和載荷與VCCT模型中的相同，預定義的裂紋模型用于相同的裂紋尺寸。
下表顯示了CZM模型的輸入?yún)?shù)：
以下示例輸入定義了粘性區(qū)模型：
下圖顯示了具有相同網(wǎng)格的VCCT和CZM模型中的Y分量應力。
與VCCT模型類似，CZM中的脫粘從彎曲裂紋部分開始，然后與水平裂紋部分的脫粘合并，從而分離層壓板。
展開 VCCT詳細資料
01 背景
通過虛擬裂紋閉合技術（VCCT）的裂紋擴展，以及使用界面元素的內(nèi)聚區(qū)模型的損傷演化，研究了厚復合材料結構中的分層問題。復合材料有四層，在第3層和第4層之間有一個初始缺陷。結構承受壓縮載荷，導致零件在初始缺陷處屈曲。
VCCT模型通過“粘接失效”選項定義初始缺陷。缺陷處的節(jié)點應定期接觸（以避免穿透）。通過將它們識別為“粘接失效”區(qū)域的一部分，告訴程序讓它們進行常規(guī)接觸，即使它們是粘合界面的一部分。
在VCCT情況下，兩個部件剛性連接，直到出現(xiàn)裂紋擴展。通過界面元件，在部件之間存在彈性層。
使用VCCT，零件具有完美的結合，直到出現(xiàn)裂紋擴展。用戶輸入裂紋擴展阻力（Gc）以指示裂紋何時應擴展，此處（Gc）被視為裂紋性質(zhì)，粘性區(qū)模型在界面中使用彈性層，這也會影響結構在發(fā)生任何損壞之前的變形。為內(nèi)聚材料定律輸入的內(nèi)聚能量（也稱為Gc）被視為界面元素的材料性質(zhì)，在VCCT情況下，這種內(nèi)聚能與裂紋擴展阻力之間的關系是，兩者都與分裂材料所需的能量有關。
02 設置
圖1顯示了識別出不同接觸體的模型，頂部具有更精細的網(wǎng)格，以便準確描述缺陷區(qū)域并允許裂紋擴展。
圖1 VCCT計算模型
在圖2中，顯示了頂部的底面，膠失活區(qū)域和裂縫前緣。
圖2 模型底面
可以在Mentat中找到“粘接失效”設置，如下所示：
圖3 接觸區(qū)域?qū)傩圆藛? 裂縫的產(chǎn)生方式如下。在這里，選擇要VCCT的應用程序，并在VCCT裂紋擴展屬性菜單中填寫裂紋擴展的設置（見圖4）。我們確保將初始裂紋擴展模式設置為“直接”，將裂紋擴展方法設置為“釋放約束”，并輸入裂紋擴展阻力（Gc=7×106 N/m），以確定何時應出現(xiàn)裂紋擴展。
展開 01 背景
通過虛擬裂紋閉合技術（VCCT）的裂紋擴展，以及使用界面元素的內(nèi)聚區(qū)模型的損傷演化，研究了厚復合材料結構中的分層問題。復合材料有四層，在第3層和第4層之間有一個初始缺陷。結構承受壓縮載荷，導致零件在初始缺陷處屈曲。
VCCT模型通過“粘接失效”選項定義初始缺陷。缺陷處的節(jié)點應定期接觸（以避免穿透）。通過將它們識別為“粘接失效”區(qū)域的一部分，告訴程序讓它們進行常規(guī)接觸，即使它們是粘合界面的一部分。
在VCCT情況下，兩個部件剛性連接，直到出現(xiàn)裂紋擴展。通過界面元件，在部件之間存在彈性層。
使用VCCT，零件具有完美的結合，直到出現(xiàn)裂紋擴展。用戶輸入裂紋擴展阻力（Gc）以指示裂紋何時應擴展，此處（Gc）被視為裂紋性質(zhì)，粘性區(qū)模型在界面中使用彈性層，這也會影響結構在發(fā)生任何損壞之前的變形。為內(nèi)聚材料定律輸入的內(nèi)聚能量（也稱為Gc）被視為界面元素的材料性質(zhì)，在VCCT情況下，這種內(nèi)聚能與裂紋擴展阻力之間的關系是，兩者都與分裂材料所需的能量有關。
02設置
圖1顯示了識別出不同接觸體的模型，頂部具有更精細的網(wǎng)格，以便準確描述缺陷區(qū)域并允許裂紋擴展。
圖1 VCCT計算模型
在圖2中，顯示了頂部的底面，膠失活區(qū)域和裂縫前緣。
圖2 模型底面
可以在Mentat中找到“粘接失效”設置，如下所示：
圖3 接觸區(qū)域?qū)傩圆藛?裂縫的產(chǎn)生方式如下。在這里，選擇要VCCT的應用程序，并在VCCT裂紋擴展屬性菜單中填寫裂紋擴展的設置（見圖4）。我們確保將初始裂紋擴展模式設置為“直接”，將裂紋擴展方法設置為“釋放約束”，并輸入裂紋擴展阻力（Gc=7×106 N/m），以確定何時應出現(xiàn)裂紋擴展。
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通過虛擬裂紋閉合技術（VCCT）的裂紋擴展，以及使用界面元素的內(nèi)聚區(qū)模型的損傷演化，研究了厚復合材料結構中的分層問題。復合材料有四層，在第3層和第4層之間有一個初始缺陷。結構承受壓縮載荷，導致零件在初始缺陷處屈曲。
VCCT模型通過“粘接失效”選項定義初始缺陷。缺陷處的節(jié)點應定期接觸（以避免穿透）。通過將它們識別為“粘接失效”區(qū)域的一部分，告訴程序讓它們進行常規(guī)接觸，即使它們是粘合界面的一部分。
在VCCT情況下，兩個部件剛性連接，直到出現(xiàn)裂紋擴展。通過界面元件，在部件之間存在彈性層。
使用VCCT，零件具有完美的結合，直到出現(xiàn)裂紋擴展。用戶輸入裂紋擴展阻力（Gc）以指示裂紋何時應擴展，此處（Gc）被視為裂紋性質(zhì)，粘性區(qū)模型在界面中使用彈性層，這也會影響結構在發(fā)生任何損壞之前的變形。為內(nèi)聚材料定律輸入的內(nèi)聚能量（也稱為Gc）被視為界面元素的材料性質(zhì)，在VCCT情況下，這種內(nèi)聚能與裂紋擴展阻力之間的關系是，兩者都與分裂材料所需的能量有關。
設置
圖1顯示了識別出不同接觸體的模型，頂部具有更精細的網(wǎng)格，以便準確描述缺陷區(qū)域并允許裂紋擴展。
圖1 VCCT計算模型
在圖2中，顯示了頂部的底面，膠失活區(qū)域和裂縫前緣。
圖2 模型底面
可以在Mentat中找到“粘接失效”設置，如下所示：
圖3 接觸區(qū)域?qū)傩圆藛? 裂縫的產(chǎn)生方式如下。在這里，選擇要VCCT的應用程序，并在VCCT裂紋擴展屬性菜單中填寫裂紋擴展的設置（見圖4）。我們確保將初始裂紋擴展模式設置為“直接”，將裂紋擴展方法設置為“釋放約束”，并輸入裂紋擴展阻力（Gc=7×106 N/m），以確定何時應出現(xiàn)裂紋擴展。
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在VCCT情況下，兩個部件剛性連接，直到出現(xiàn)裂紋擴展。通過界面元件，在部件之間存在彈性層。
使用VCCT，零件具有完美的結合，直到出現(xiàn)裂紋擴展。
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在VCCT情況下，兩個部件剛性連接，直到出現(xiàn)裂紋擴展。通過界面元件，在部件之間存在彈性層。
使用VCCT，零件具有完美的結合，直到出現(xiàn)裂紋擴展。
VCCT詳細資料
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在VCCT情況下，兩個部件剛性連接，直到出現(xiàn)裂紋擴展。通過界面元件，在部件之間存在彈性層。
使用VCCT，零件具有完美的結合，直到出現(xiàn)裂紋擴展。
圖1 VCCT計算模型
在圖2中，顯示了頂部的底面，膠失活區(qū)域和裂縫前緣。
邊界條件和載荷與VCCT模型中的相同，預定義的裂紋模型用于相同的裂紋尺寸。
下表顯示了CZM模型的輸入?yún)?shù)：
以下示例輸入定義了粘性區(qū)模型：
下圖顯示了具有相同網(wǎng)格的VCCT和CZM模型中的Y分量應力。
與VCCT模型類似，CZM中的脫粘從彎曲裂紋部分開始，然后與水平裂紋部分的脫粘合并，從而分離層壓板。
材料定義那里只需要定義E和μ，然后在interaction相互作用模塊中的接觸屬性定義VCCT模型：mechanical > fracture criterion > VCCT/增強VCCT > 輸入臨界能量釋放率即可，其余操作過程一毛一樣。
讀者須知：經(jīng)過很多次的仿真分析，在模型和參數(shù)基本相同的情況下，筆者發(fā)現(xiàn)基于cohesive和基于VCCT模型的裂紋擴展分析很難得到收斂，仿真難度較大，這有可能是參數(shù)設置的問題，部分參數(shù)修改之后還是能夠成功的，但也有可能是本人學藝未精，所以說只能是提及一下給個建議。但是基于Paris模型的方法仿真效果還不錯，因此本文僅對后者做詳細的說明，至于其余兩種方法只能夠簡單的說明一下其實現(xiàn)過程中的異同點。
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