內聚力的案例
基于hypermesh零厚度內聚力單元創建3D！ ￥50
背景: 內聚力單元的使用越來越頻繁,內聚力單元也廣泛的應用于脆性材料甚至塑性材料的損傷破壞問題的有限元描述!那么如果用hm來構建內聚力單元,特別是零厚度的內聚力單元呢? 如果是用過ABAQUS的朋友可能對這個問題不屑一顧，的確ABAQUS是我目前用過在內聚力單元建立方面最好的通用前處理器軟件，特別是對于零厚度單元的構建操作極其簡易。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讀懂用戶手冊系列—修煉Cohesive內功：內聚力單元/接觸基礎知識點
</p><p class="ql-align-center"><strong>01</strong>內聚力單元/接觸區別</p><p>對于內聚力單元/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>控制內聚本構行為的公式和法則在內聚力接觸與內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，內聚力接觸與內聚力單元的本構模型基本相同，在ABAQUS中的操作差異在于內聚力單元需要在材料的屬性中輸入，內聚力接觸則是在相互作用的接觸中輸入。
展開 考慮三軸度影響的內聚力單元本構
考慮三軸度影響的內聚力單元本構
內聚力單元被廣泛應用于模擬各種斷裂行為。本文采用三軸度相關的內聚力本構模型模擬了材料的斷裂失效行為。有效三軸度參數
其中
αc為雙軸度比的臨界值
其中
三軸度相關的內聚力模型本構由三部分組成：線彈性階段，彈塑性階段及軟化階段，如下式所示。
其中
根據上述本構，編寫三軸度相關內聚力模型UMAT子程序，通過單胞計算得到的結果如圖所示。
在進行真實試件計算時，需要將相鄰實體單元的三軸度參數傳遞給內聚力單元，如圖所示。
Abaqus中具體實施時，通過UVARM子程序獲得當前實體單元的應力狀態，并計算得到對應的三軸度，然后通過公共變量實現UVARM和UMAT之間的數據交換，將實體單元的相關參數傳遞給對應的Cohesive單元。計算得到的結果如下圖所示。
展開 abaqus基于usdfld子程序的內聚力疲勞模型
基于usdfld的內聚力疲勞模型
之前在Abaqus Cohesive單元的疲勞UMAT － 技術鄰 (jishulink.com) 上介紹了通過umat子程序來編寫內聚力疲勞本構，實現裂紋疲勞擴展的方法。在實際計算中經常出現不收斂的情況，因此重新編寫了雙線性本構下的usdfld內聚力疲勞子程序。
在不考慮疲勞損傷的情況下，單一裂紋模式雙線性內聚力本構如圖所示
混合模式下的斷裂準則采用BK準則
損傷萌生和失效對應的等效張開位移分別為
和
疲勞損傷采用roe提出的損傷演化方程
考慮疲勞損傷后的內聚力本構如圖所示
這里同樣假設卸載以及法向壓縮不會累積疲勞損傷。
建立三點彎曲模型對疲勞裂紋擴展進行了模擬，計算結果如圖所示
斷裂過程
跨中載荷位移曲線
損傷演化過程
跨中底部單元的應力應變關系
更新預告：早期混凝土熱-濕-力多場耦合分析，編寫了基于水化度理論和考慮熱學參數變化的溫度場計算子程序（umatht和film）; 考慮溫度對濕度擴散系數影響的濕度場計算子程序（umatht和film）; 基于成熟度理論和雙冪徐變函數的應力場子程序（umat）。
展開 
【CAE案例】熱裂紋仿真：引入內聚力單元以及應用前景
作為一個例子，當溫度為1400°C時的內聚力法則的參數k0=10-5，σc=22Mpa，δc=0.04mm
內聚力法（通過對試驗的調整來確定）允許在有裂紋和非無裂紋試樣之間有一個明顯的分界。
05 結論
本研究通過對熱裂紋產生原因的分析，在SPAR項目框架內展開宏觀建模，并使用通用結構仿真軟件中的熱力學計算進行測試，最后引入內聚力單元以更深一步對熱裂紋進行分析和研究。
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展開 【ABAQUS建模】內聚力單元模擬復合材料分層（附cae文件）
定義內聚力模型：對于復合材料的分層界面，可使用ABAQUS中的內聚力模型來模擬分層的粘合特性。選擇適當的內聚力模型（例如表面內聚力模型或體積內聚力模型），并設置相關的參數，如強度、剛度和失效準則等。
施加邊界條件和加載：根據您的分析需求，在模型中定義適當的邊界條件和加載。這包括約束邊界條件、施加的載荷或位移等。確保邊界條件和加載方式與實際情況相符。
設置分析步驟和求解器選項：在ABAQUS中設置適當的分析步驟和求解器選項，以便執行所需的分析。這包括選擇合適的加載步驟、求解器類型和收斂準則等。
注意事項：
確保幾何模型的準確性，包括分層結構的幾何形狀和尺寸。
選擇適當的材料模型，確保準確地描述復合材料的各向異性性質。
注意分層網格的質量，避免扭曲或退化的單元。
確保內聚力模型的選擇合理，并根據實際情況設置參數。
在施加邊界條件和加載時，仔細考慮所需的約束和實際載荷情況。
檢查模型的收斂性和穩定性，調整求解器選項以獲得準確和可靠的結果。
具體的建模過程如下所示：
復合材料力學性能參數:
界面力學性能參數：
界面網格劃分：
Step設置：
邊界條件：
計算結果：
cae文件下載鏈接：
https://pan.baidu.com/s/1NLkFwwo0v-STLYlSHj8RPw?
展開 abaqus 2020 熱力耦合內聚力單元初探
最近嘗試了一下abaqus 2020 熱力耦合內聚力單元，給的是零厚度。但是，好像和我自己編的子程序存在差異，用零厚度熱力耦合內聚力單元（coh2d4T）結果也不是很合理，不知道是什么原因。沒有看到相應幫助文檔。好像不對稱，邊界是對稱的，挺奇怪的。模型中間是零厚度的內聚力。
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
展開 內聚力模型學習思路和小結
其實2016年就開始學習內聚力及abaqus了，之所以沒有寫一些比較詳細的介紹和總結，有兩個原因：第一且最重要的原因，本人是學生，博士研究生在讀，可能涉及以后畢業論文寫作和查重。出現問題非常不好，所以一直沒寫。這是非常關鍵的事。這不是隨便賣錢的事，所以一直沒有動筆，可能需要等到博士論文寫完查重再說。第二個是因為我覺得我目前不太缺錢，一人吃飽全家不餓的單身科研學生，不需要為了點錢，而大動筆墨。所以我現在就是隨心發揮，和大家交流為主。賣點小錢，是為了給自己一點點動力。
前天一位網友說 能不能寫一下cohesive的UEL。其實現在很多都是開源的代碼。我目前用的是2004年的高雁飛老師文章代碼，進行了輕微的修改。我想說的是找資源的能力也是很重要的。前幾天有個人評論說我為了十塊錢，我只想對那個人說一句，“你的十塊錢，我真沒瞧上”。我也沒有準備把別人的代碼拿來賣。如果我把別人的資源拿來賣，我敢說平臺沒有幾個人的資源，比我收集的資源好。
主要是學術交流，貼上參考的UEL寫的cohesive的代碼鏈接，我不知道符合學術規范。需要的話，私信給我，我發一下，只發十個人左右。（一個是指數型的內聚力，一個是PPR模型）。
希望大家學習，可以的話引用一下。我的文章發的很菜，所以接下來一年應該是以學業為主。偶爾發帖娛樂和交流。謝謝大家的抬愛！等我博士畢業之時，回來寫一個完整的。
關于內聚力程序編寫，我覺得只要你會了我推薦的兩本書（一本內聚力簡介，一本有限元理論）對于覺得我推薦的覺得垃圾的，我覺得你不要在我眼前晃，你愛誰誰。
展開 任意單元間插入零厚度內聚力單元的新腳本
2021年第一期Abaqus復合材料培訓班開始報名
更多有關內聚力模型的內容，敬請關注2021年首期Abaqus復合材料培訓
程序試用
獲取試用版本請在“復合材料力學公眾號”后臺回復“cohesive20210322”，試用版有效期7天，單元處理數量不超過1000，僅支持六面體單元之間插入內聚力單元，Abaqus6.14或以上版本可執行。獲取正式版請在技術鄰發站內信息。試用版壓縮包中包含以下文件。
界面內聚力模型用于黏結劑粘接強度仿真 ￥20
摘要：界面內聚力模型用于黏結劑粘接強度仿真 是一個非常好的建模方法。這種內力模型的材料參數比較容易通過試驗方法 反向獲取。即通過測拉伸強度、剪切強度、雙臂梁測試的獲取載荷與位移關系，在反向優化材料參數。 如果你閑麻煩，有些膠水的內力模型的材料參數文獻上也可以找到。 另外，這種建模方法比其他損傷建模方法，對計算資源消耗不是很大。
整個文檔框架：1.簡要介紹內聚力模型
2. 基于COMSOL 的玻璃與不銹鋼的粘結結構建模
3 調研的幾種環氧樹脂 界面內力模型的材料參數
1. 簡要介紹內聚力模型
忘記上傳附件了。。。密碼：劍指星辰的拼音：jianzhixingchen
展開 內聚力模型理論資料
主要介紹了內聚力模型的基本理論，以及幾種內聚力模型的不同形式的牽引分離定律，適用于ABAQUS中cohesive單元、cohesive接觸、擴展有限元的理論學習，并且可以在此基礎上進行二次開發，得到適用于自己所研究內容的力學模型。
《Guidelines for Applying Cohesive Models to the Damage Behavior of Engineering Materials and Structures》
Guidelines for Applying Cohesive Models to the Damage Behavior of Engineering Materials and Structures.pdf
展開 
內聚力行為再接觸問題
采用內聚力行為模擬裂紋問題時，請特別注意
內聚力行為再接觸問題 (1).pdf
Abaqus批量插入內聚力單元插件源碼分享
之前在Simwe論壇上分享過一個Abaqus中批量插入內聚力單元的插件http://forum.simwe.com/thread-1287781-1-1.html，這里把當時的源碼分享給大家，功能比較單一，有需要的可以下載下來自行修改及使用。
插入內聚力單元的效果
注意：目前只支持實體的六面體單元，生成的Cohesive單元為零厚度。下載的插件解壓后放到abaqus工作文件夾的abaqus_plugins文件夾中，重啟abaqus就能在工具欄plugins下面看到Cohesive按鈕。
這個插件的運行速度還算比較快，像包含256000個單元的球體，生成COHESIVE單元只需要60幾秒。幾萬個單元的話，幾秒中就能生成完畢。
V3.2.rar
Insert_Coh.zip
有關于Abaqus、LS-DYNA等子程序開發，復合材料仿真的問題可以聯系QQ1653004885或者關注CAE320公眾號
展開 基于內聚力模型的FRP加固RC梁力學仿真分析
該系列案例希望能在以下幾個方面進行拋磚引玉：
1）FRP加固RC構件力學數值分析方法，該方法可拓展至其他材料、構件或結構；
2）本案例采用beam_analysis插件一鍵對案例1參數化建模，所建模型考慮了箍筋局部加密、約束等設置，用戶僅需劃分網格、設置真實材料參數即可計算，案例2是在案例1基礎上進一步豐富，節省了建模時間成本；
3）本案例采用python代碼一鍵輸出應力、應變、位移數據，簡化了數據提取點歷程輸出設置；
4）本案例采用python代碼通過修改inp文件方式創建FRP殼單元及FRP與混凝土之間內聚力單元，FRP粘貼位置在代碼中不受限制。
2. 有限元模型建立
有限元模型采用如下假設（RC梁尺寸及配筋見下圖）：
1）試驗采用四點彎加載，支座約束形式等效為簡支梁約束；
2）FRP粘貼在梁的受拉區底部,將其簡化為彈脆性各向同性材料；
3）基于牽引-分離準則的0厚度內聚力單元模擬FRP-混凝土界面。
使用beam_analysis插件（獲取方式：微信公眾號 有限元與力學）一鍵參數化建立受彎梁構件，用戶僅需劃分網格、設置真實材料參數即可計算。下面將對插件實現功能進行逐一介紹。
部件：依次建立Yatou（3維變形體）、concrete（3維變形體）、deformed_bars_compr（3維變形體）、deformed_bars_tensile（3維變形體）、striup（3維變形體）等5個部件，Yatou形心位置和concrete跨中位置建立參考點
材料：需要說明的是雖然后續將對Yatou設置為剛體，但此處也需賦以材料屬性。
展開 一直特別好奇為什么有人寫UMAT的內聚力單元
個人覺得內聚力單元是一類特殊的單元，其形函數和求的位移量并不匹配。為什么有人寫UMAT的內聚力單元還能成功？是我理解的局限還是有人亂來？算了，以后再說，目前也不感興趣了
