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<p>目前為止裂紋的任意路徑擴展模擬主要有三種方法：1 基于斷裂力學，根據計算得到的G或者K與臨界值進行比較，設置裂紋的一次擴展長度，更新模型，重新劃分網格，再進行下一次計算，這種方法雖然可以實現裂紋的任意路徑擴展，但是必須預制裂紋，而且計算十分復雜，實現困難，對于沒有什么編程基礎的人，幾乎很難實現，另外，它對于模擬裂紋的分叉及交叉問題幾乎無能為力；2 通過ABAQUS軟件中的擴展有限單元法即便XFEM

<p>本帖給出了通過批量插入0厚度的cohesive單元，模擬在沖擊條件下，小球開裂和基體開裂兩種情況下的效果圖，對整個模型都插入cohesive單元或者對局部插入cohesive單元或者其他特定條件下的插入都可以使用程序插入，在小球沖擊情況下，裂紋的擴展過程在下面給出來了，由于參數是隨便假設的，所以效果可能不是很理想，對于不同行業，可以通過調整實際的參數可以很好地模擬裂紋的擴展，</p><p>批量插入

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。

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<p>&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;采用Cohesive在脆性材料內預制裂紋，模擬在上下板的擠壓作用下，脆性圓盤發生形變，隨后伴隨裂紋生成和擴展，最終發生崩碎。</p><p>第一步：構建脆性圓盤和上下壓板的幾何模型，采用二維模型進行仿真。

沿晶斷裂是指金屬材料中的裂紋沿晶界擴展而產生的一種斷裂。當沿晶斷裂斷口形貌呈粒狀時又稱晶間顆粒斷裂。多數情況下沿晶斷裂屬于脆性斷裂，但也可能出現韌性斷裂，如高溫蠕變斷裂。當金屬或合金沿晶界析出連續或不連續的網狀脆性相時，在外力的作用下，這些網狀脆性相將直接承受載荷，很易于破碎形成裂紋并使裂紋沿晶界擴展，造成試樣沿晶界斷裂，它是完全脆性的正斷。

圖5：模型Ⅲ示意圖 模擬過程與結果分析 模擬裂紋的擴展有很多方法，最常用的是基于Griffith微裂紋理論的方法，還有內聚力（Cohesive Zone Modelling, CZM）方法以及基于損傷理論的方法等

批量嵌入cohesive單元程序（2D/3D）現在很多很多的朋友都需求批量嵌入cohesive單元程序（不論是出于好奇，還是科研需要，或者其他…），個人在這上面也是下足了功夫，為了幫助現在急需程序的人員，現在超低價出售批量嵌入coh單元程序（不要又問：既然是回饋和幫助，為什么還要收費？這個問題不想回答，你覺得為什么呢，請尊重知識，尊重技術！）。

1 基于cohesive單元的裂縫擴展模擬1.1 cohesive單元簡介 cohesive單元（粘性單元）定義： 通過預置裂紋邊（面）的方式來模擬二維（三維）裂紋，即在預判的裂紋區域加入一層厚度為0的cohesive單元。 cohesive單元簡界：如圖1所示，cohesive單元由頂面，中面和底面組成。

1 基于cohesive單元的裂縫擴展模擬1.1 cohesive單元簡介 cohesive單元（粘性單元）定義： 通過預置裂紋邊（面）的方式來模擬二維（三維）裂紋，即在預判的裂紋區域加入一層厚度為0的cohesive單元。 cohesive單元簡界：如圖1所示，cohesive單元由頂面，中面和底面組成。

</p><p>對于ABAQUS中的這些諸多失效模擬方法，不再一一詳細列出，下面我就重點說一下目前比較流行的任意裂紋擴展分析方法，到目前為止裂紋的任意路徑擴展模擬主要有三種方法：1 基于斷裂力學，根據計算得到的G或者K與臨界值進行比較，設置裂紋的一次擴展長度，更新模型，重新劃分網格，再進行下一次計算，這種方法雖然可以實現裂紋的任意路徑擴展，但是必須預制裂紋，而且計算十分復雜，實現困難，對于沒有什么編程基礎的人

在進行拉伸實驗的時候，螺紋具有非常重要的支撐作用，如果用Element erosion，則無法形成螺紋。右圖案例是高速沖擊下混凝土的侵徹，可以看到在混凝土中心形成了一個damage zone（損傷區域），有材料噴出和spall fracture（裂紋擴展）現象。* 近場動力學方法主要針對脆性材料。

本人長期從事ABAQUS軟件仿真模擬，擅長平板焊接（高斯面熱源、高斯體熱源、雙橢球熱源、圓臺柱熱源等），基于子程序的摩擦攪拌焊接，壓力電阻焊接，子程序二次開發（UEXPAN、USDFLD、UHARD、FILM、DISP、DFLUX、CREEP等），基于子程序的相變模擬，裂縫模擬（應力強度因子、J積分等），裂紋擴展（XFEM擴展有限元、cohesive element、cohesive surface

除此之外還需要指定裂紋面的法向矢量方向或者裂紋擴展的方向，在ABAQUS中裂紋擴展的方向也被稱為q向量，該向量將用于圍線積分的計算。裂紋的定義如圖3所示。圖3 ABAQUS裂紋定義界面為了在裂尖單元中引入奇異性，需要對單元節點進行特殊的處理。

問題引出我們知道，ABAQUS中經常用于模擬裂紋擴展或斷裂行為的是Cohesive單元，Cohesive單元可理解為一種準二維單內聚單元，可以將它看作被一個厚度隔開的兩個面，這兩個面分別和其他實體單元連接。這種單元在很多行業中的結構關于損傷仿真研究方面經常用到。為此，本文通過建立金屬板的膠合模型，用cohesive單元模擬結構的損傷演化。2.

在交流群中，有人多次問到這個問題，所以直接把方法貼在了下面，希望大家可以輕松解決Abaqus 給出的錯誤提示：The following XFEM cracks are failing to correctly generate. The error conditions are listed with the crack names: Crack-1 - Crack domain

XFEM與圍線積分（+網格重劃分）結果對比</p><p>*********************************************************************************************************</p><p>前面已經講述了模擬裂紋沿著任意路徑擴展的幾種方法，包括擴展有限元XFEM與網格重劃分，批量插入cohesive單元，自帶材料損傷等