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在Abaqus中，Cohesive單元模擬的裂縫路徑可以通過顯示特征邊的方式進(jìn)行展示，但這種方法有幾個(gè)方面的缺點(diǎn)： 1. 雖然可以疊加顯示出裂縫周邊實(shí)體單元的應(yīng)力、孔壓等場量輸出，但在表現(xiàn)裂縫自身場量結(jié)果時(shí)沒有線圖直觀，如下例中顯示縫寬的效果對比； 2. 很難像線圖那樣凸顯天然裂縫或顆粒邊界以及其它特殊位置的Cohesive單元； 3.

1 基于cohesive單元的裂縫擴(kuò)展模擬1.1 cohesive單元簡介 cohesive單元（粘性單元）定義： 通過預(yù)置裂紋邊（面）的方式來模擬二維（三維）裂紋，即在預(yù)判的裂紋區(qū)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(kuò)展模擬1.1 cohesive單元簡介 cohesive單元（粘性單元）定義： 通過預(yù)置裂紋邊（面）的方式來模擬二維（三維）裂紋，即在預(yù)判的裂紋區(qū)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。

在二維切削模型中，刀具擠壓巖石會在刃口前方形成應(yīng)力集中區(qū)，同時(shí)在切削面下方產(chǎn)生次生裂紋，多條裂紋的擴(kuò)展路徑相互影響，最終決定碎屑形態(tài)與切削力波動特征。Cohesive單元可預(yù)先嵌入巖石基體網(wǎng)格的薄弱面（如顆粒邊界、層理面）或全域分布，當(dāng)局部應(yīng)力滿足斷裂準(zhǔn)則時(shí)，單元自動失效形成裂紋，無需人為預(yù)設(shè)裂紋路徑，有效避免了預(yù)設(shè)裂紋帶來的主觀性誤差。

更新內(nèi)容： 修復(fù)：面集合嵌入時(shí)，部分位置錯(cuò)誤的嵌入cohesive單元； 新增：原實(shí)體單元集合的邊界Cohesive單元創(chuàng)建單獨(dú)的OutCohe集合； 新增：平面二階四邊形和二階三角形單元邊界嵌入Cohesive單元。

為了采用有限元模擬材料的開裂，cohesive單元常被預(yù)設(shè)在連續(xù)體單元之間，通過cohesive塑性或者損傷本構(gòu)模擬出材料強(qiáng)度下降的過程。但是，這種方式使得裂縫只能在預(yù)設(shè)cohesive單元的位置開裂。為了更好的模擬連續(xù)體單元的開裂，Embedded crack model假設(shè)在單元內(nèi)部存在開裂面，并通過cohesive zone model定義開裂面的本構(gòu)關(guān)系。開裂面的角度通過最大主應(yīng)力確定。

cohesive單元參數(shù)：彈性類型為面作用力，彈性模量30GPa，損傷準(zhǔn)則采用最大正應(yīng)力準(zhǔn)則，抗拉強(qiáng)度為6MPa，抗壓和抗剪切強(qiáng)度為100MPa，損傷演化類型為位移，破壞位移為0.001mm，損傷穩(wěn)定粘性系數(shù)為1e-5，液體泄漏頂部系數(shù)和底部系數(shù)為1e-14m/Pas，間隙流類型為Newtonian，粘性0.1Pas。指派單元類型中cohesive單元粘性及厚度為0.01。

<p>Cohesive作為ABAQUS中常用的粘結(jié)技術(shù)，無論在模擬粘結(jié)界面（例如新舊混凝土疊合面、復(fù)合材料粘結(jié)界面）或是全局粘結(jié)單元（例如模擬細(xì)觀混凝土開裂）具有較廣泛的應(yīng)用。今天喵星人從官方的用戶手冊中選取了幾個(gè)Cohesive基礎(chǔ)而又關(guān)鍵的知識點(diǎn)，幫助大家修煉Cohesive內(nèi)功。

問題引出我們知道，ABAQUS中經(jīng)常用于模擬裂紋擴(kuò)展或斷裂行為的是Cohesive單元，Cohesive單元可理解為一種準(zhǔn)二維單內(nèi)聚單元，可以將它看作被一個(gè)厚度隔開的兩個(gè)面，這兩個(gè)面分別和其他實(shí)體單元連接。這種單元在很多行業(yè)中的結(jié)構(gòu)關(guān)于損傷仿真研究方面經(jīng)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(jié)構(gòu)的損傷演化。2.

（3）提交運(yùn)行，生成新的Part：Cohesive，生成后的新part和單元集合如下：新part中的cohesive單元如下：插件試用及購買百度網(wǎng)盤下載插件，解壓后放在Abaqus插件目錄中，即可使用，具體Abaqus插件的安裝方法可以百度，非常簡單。

目前，水平井分段多簇壓裂技術(shù)已成為開發(fā)非常規(guī)低滲透油氣藏最有效的增產(chǎn)改造手段。下圖為貝克休斯對水平井多裂縫壓裂過程的模擬：Abaqus主要提供基于孔壓Cohesive單元和XFEM兩種水力壓裂模擬方法：下圖為埃克森美孚的水力壓裂驗(yàn)證算例。

目前，水平井分段多簇壓裂技術(shù)已成為開發(fā)非常規(guī)低滲透油氣藏最有效的增產(chǎn)改造手段。下圖為貝克休斯對水平井多裂縫壓裂過程的模擬：Abaqus主要提供基于孔壓Cohesive單元和XFEM兩種水力壓裂模擬方法：下圖為埃克森美孚的水力壓裂驗(yàn)證算例。

Cohesive 單元簡介Cohesive單元，即粘性單元，通過預(yù)置裂紋邊（面）的方式來模擬二維（三維）裂紋，即在預(yù)判的裂紋區(qū)域加入一層厚度為0的cohesive單元。如圖1所示, cohesive 單元有一個(gè)頂面，一個(gè)中面和一個(gè)底面。 cohesive模型通過斷裂準(zhǔn)則來判斷損傷情況。

1背景與目的我們知道cohesive單元常常被用來模擬裂紋損傷，在巖石內(nèi)部壓裂的仿真中同樣如此，通過cohesive單元嵌入、定義失效準(zhǔn)則可以很好地再現(xiàn)裂紋損傷現(xiàn)象，相對于試驗(yàn)，這是仿真無與倫比的巨大優(yōu)勢。本文通過ABAQUS分析技術(shù)，應(yīng)用cohesive單元來模擬水力裂縫的現(xiàn)象。

圖6為輕骨料混凝土細(xì)觀有限元模型的單軸受壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線，在曲線上選擇了A至E共5個(gè)標(biāo)志性狀態(tài)進(jìn)行分析，對應(yīng)各狀態(tài)下模型的裂縫擴(kuò)展如圖7所示。在狀態(tài)D與狀態(tài)E之間的受力階段，之前形成的兩條剪切帶已經(jīng)損傷演化完全，在兩條剪切主裂縫之間形成多條豎向裂縫，將兩條剪切裂縫相連，并將試件分割成多個(gè)楔形塊，整個(gè)試件的破壞形態(tài)已初步成型。此后試件的變形逐漸轉(zhuǎn)化成各混凝土楔形塊之間的滑移。