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對(duì)于基于VCCT的裂紋擴(kuò)展模擬，還需要在每個(gè)裂紋尖端執(zhí)行以下兩項(xiàng)任務(wù)： • 計(jì)算能量釋放率（第583頁(yè)）（CINT）。 • 滿足假定斷裂標(biāo)準(zhǔn)（第583頁(yè)）時(shí)，裂紋擴(kuò)展（CGROW）。 能量釋放率計(jì)算設(shè)置 以下命令啟動(dòng)新能量釋放率計(jì)算： CINT, NEW, 1——分配能量釋放率計(jì)算ID 1（Par1=1）。

首先通過(guò) VCCT 對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一次靜力分析，計(jì)算得到其分層前沿節(jié)點(diǎn)的最大應(yīng)變能釋放率和最小應(yīng)變能釋放率之差 D G ，判斷分層前沿節(jié)點(diǎn)是否發(fā)生擴(kuò)展。然后通過(guò) Paris 準(zhǔn)則計(jì)算分層擴(kuò)展 dA 所需加載循環(huán)次數(shù)（在有限元模擬中， dA 通常為裂紋擴(kuò)展方向上兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)的距離）。

Abaqus低周疲勞損傷演化對(duì)于復(fù)合材料的低周疲勞分層擴(kuò)展行為，Abaqus采用Paris準(zhǔn)則結(jié)合虛擬裂紋閉合技術(shù)（VCCT）來(lái)分析。其基本思想為裂紋張開(kāi)一定位移所耗散的能量等于閉合該裂紋所需要消耗的的能量，以線彈性斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)，通過(guò)判斷裂紋前沿的能量釋放率是否達(dá)到臨界值來(lái)確定裂紋是否發(fā)生擴(kuò)展。Paris準(zhǔn)則是最常用的疲勞分層擴(kuò)展準(zhǔn)則，包括裂紋的萌生準(zhǔn)則以及裂紋的擴(kuò)展速率準(zhǔn)則。

VCCT是波音的技術(shù)專利，在其內(nèi)部已經(jīng)應(yīng)用與復(fù)合材料的分析長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年之久。而Abaqus將VCCT這種技術(shù)內(nèi)嵌于Abaqus/standard中，用于有效地分析復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的斷裂和分層問(wèn)題。VCCT基于線彈性斷裂力學(xué)的原理，通過(guò)計(jì)算不同形式裂紋尖端的能量釋放率，與復(fù)合材料層間開(kāi)裂的臨界能量釋放率相比較，來(lái)計(jì)算層間裂紋的擴(kuò)展。

<p>虛擬裂紋閉合方法‘vcct’，廣泛應(yīng)用于斷裂力學(xué)中裂紋擴(kuò)展的模擬分析中，虛擬裂紋閉合法是經(jīng)過(guò)對(duì)斷裂力學(xué)的不斷深入研究而提出的能夠有效計(jì)算裂紋尖端能量釋放率的一種極為有效的方法，ABAQUS軟件中在早期并未提供虛擬裂紋閉合法vcct的功能，因此必須自己二次開(kāi)發(fā)程序才能進(jìn)行順利進(jìn)行能量的提取計(jì)算，否則，需要經(jīng)過(guò)手動(dòng)處理大量的數(shù)據(jù)文件才能獲得想要的結(jié)果，這個(gè)過(guò)程是極為復(fù)雜的，經(jīng)過(guò)ABAQUS版本的不斷改進(jìn)

當(dāng)達(dá)到能量釋放率輸入的GFT時(shí)，DFT=1，發(fā)生完全失效。我們可以粗略計(jì)算圖片中的能量釋放率，單元尺寸為1mm，單元體積為1，特征長(zhǎng)度等于體積的開(kāi)立方，因此特征長(zhǎng)度為1，那么圖片中的能量釋放率為2511.21*0.02392*0.5=30.02812N/mm，與輸入的能量釋放率GFT=30N/mm相同，從而說(shuō)明了模型的準(zhǔn)確性。

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(kuò)展阻力之間的關(guān)系是，兩者都與分裂材料所需的能量有關(guān)。 設(shè)置 圖1顯示了識(shí)別出不同接觸體的模型，頂部具有更精細(xì)的網(wǎng)格，以便準(zhǔn)確描述缺陷區(qū)域并允許裂紋擴(kuò)展。 圖1 VCCT計(jì)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1 VCCT計(jì)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。

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(kuò)展阻力之間的關(guān)系是，兩者都與分裂材料所需的能量有關(guān)。02設(shè)置圖1顯示了識(shí)別出不同接觸體的模型，頂部具有更精細(xì)的網(wǎng)格，以便準(zhǔn)確描述缺陷區(qū)域并允許裂紋擴(kuò)展。

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(kuò)展阻力之間的關(guān)系是，兩者都與分裂材料所需的能量有關(guān)。02 設(shè)置 圖1顯示了識(shí)別出不同接觸體的模型，頂部具有更精細(xì)的網(wǎng)格，以便準(zhǔn)確描述缺陷區(qū)域并允許裂紋擴(kuò)展。圖1 VCCT計(jì)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。

裂紋壽命計(jì)算表達(dá)式如下：假設(shè)小裂紋的能量釋放率與裂紋的尺寸c成比例，如下所示：同時(shí)，最大的能量釋放率可以表達(dá)為如下形式：可得出，疲勞壽命的計(jì)算公式如下：應(yīng)該要指出的是，裂紋能量密度不僅取決于應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)，還取決于假定裂紋平面的方向。因此，在實(shí)際計(jì)算中需要進(jìn)行關(guān)鍵平面搜索，以評(píng)估使疲勞壽命最小化的方向。

裂紋壽命計(jì)算表達(dá)式如下：假設(shè)小裂紋的能量釋放率與裂紋的尺寸c成比例，如下所示：同時(shí)，最大的能量釋放率可以表達(dá)為如下形式：可得出，疲勞壽命的計(jì)算公式如下：應(yīng)該要指出的是，裂紋能量密度不僅取決于應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)，還取決于假定裂紋平面的方向。因此，在實(shí)際計(jì)算中需要進(jìn)行關(guān)鍵平面搜索，以評(píng)估使疲勞壽命最小化的方向。

能量釋放率：損傷變量的演化與能量釋放率G相關(guān)，能量釋放率反映了材料內(nèi)部能量的變化，表示導(dǎo)電通道的擴(kuò)展。 Griffith準(zhǔn)則：導(dǎo)電通道的擴(kuò)展遵循Griffith準(zhǔn)則，能量釋放率滿足以下關(guān)系：其中，σ是材料的應(yīng)力，E是材料的楊氏模量，是損傷變量隨時(shí)間的變化率。

裂紋壽命計(jì)算表達(dá)式如下：假設(shè)小裂紋的能量釋放率與裂紋的尺寸c成比例，如下所示：同時(shí)，最大的能量釋放率可以表達(dá)為如下形式：可得出，疲勞壽命的計(jì)算公式如下：應(yīng)該要指出的是，裂紋能量密度不僅取決于應(yīng)力和應(yīng)變狀態(tài)，還取決于假定裂紋平面的方向。因此，在實(shí)際計(jì)算中需要進(jìn)行關(guān)鍵平面搜索，以評(píng)估使疲勞壽命最小化的方向。

VCCT選項(xiàng)中輸入的時(shí)間段為1。然后程序?qū)⒂涗涊d荷序列內(nèi)的最大能量釋放率以及相應(yīng)的估計(jì)裂紋擴(kuò)展方向。在每個(gè)加載序列結(jié)束時(shí)，進(jìn)行重新網(wǎng)格化，裂紋沿裂紋擴(kuò)展方向擴(kuò)展。VCCT選項(xiàng)中規(guī)定的0.05的量。這兩種裂縫的設(shè)置相同。圖4 網(wǎng)格重劃分功能每個(gè)加載序列結(jié)束時(shí)的重新網(wǎng)格為自動(dòng)觸發(fā)。重新網(wǎng)格設(shè)置的唯一輸入是要使用的元素?cái)?shù)量應(yīng)進(jìn)行網(wǎng)格重劃分。

再設(shè)置第二個(gè)邊界條件，初始分析步將目標(biāo)部件上部完全固定；第一個(gè)分析步中修改邊界條件，釋放U1方向的自由度，以釋放壓縮變形引起的微小位移。8.施加載荷在目標(biāo)部件外表面以幅值曲線方式施加表面壓強(qiáng)載荷76MPa。9.設(shè)置2個(gè)CPU核心計(jì)算。