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沿晶斷裂是指金屬材料中的裂紋沿晶界擴(kuò)展而產(chǎn)生的一種斷裂。當(dāng)沿晶斷裂斷口形貌呈粒狀時(shí)又稱晶間顆粒斷裂。多數(shù)情況下沿晶斷裂屬于脆性斷裂，但也可能出現(xiàn)韌性斷裂，如高溫蠕變斷裂。當(dāng)金屬或合金沿晶界析出連續(xù)或不連續(xù)的網(wǎng)狀脆性相時(shí)，在外力的作用下，這些網(wǎng)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(kuò)展，造成試樣沿晶界斷裂，它是完全脆性的正斷。

1.3 ABAQUS/Explicit中的JH-2磨損模型Johnson-Holmquist (JH-2）模型是一種彈塑性損傷材料模型，常用于描述大應(yīng)變率和高壓下的玻璃和陶瓷等脆性材料，該模型能夠捕捉脆性材料的去除機(jī)制[11]，氮化鋁材料的JH-2模型相關(guān)常數(shù)，見表1。

基本概念是，這些元素將由裂紋尖端奇異性控制的局部解引入無裂紋幾何殼模型。這是通過允許模型中沿裂紋線增加一個(gè)自由度來實(shí)現(xiàn)的，該自由度由線彈簧元件提供 Abaqus/standard中的線彈簧單元為分析板殼中的零件穿透裂紋提供了一個(gè)計(jì)算成本低廉的工具。

此外，諸如玻璃、陶瓷、水泥或高強(qiáng)度鋼等脆性或者準(zhǔn)脆性材料，其破壞模態(tài)表現(xiàn)為裂紋。裂紋與損傷相比有不同的機(jī)理。在裂紋尖端存在有Stress singularity（應(yīng)力的奇異性），理論上裂紋尖端的應(yīng)力是無窮大的，但實(shí)際上并不存在無窮大的應(yīng)力區(qū)，至少也是一個(gè)很高的應(yīng)力區(qū)域，裂紋的力學(xué)理論是斷裂力學(xué)。

材料屬性的含義如下下圖為通過JH2本構(gòu)進(jìn)行的相關(guān)的沖擊模擬此外，本貼根據(jù)JH2本構(gòu)的相關(guān)理論，編寫了JH2本構(gòu)的VUMAT子程序，并對(duì)脆性材料的SHPB試驗(yàn)進(jìn)行了模擬，以下是相關(guān)的結(jié)果。試驗(yàn)件失效示意圖入射和透射桿上的應(yīng)變響應(yīng)有關(guān)于abaqus子程序開發(fā)的相關(guān)問題可以聯(lián)系公眾號(hào)。

為三維固體材料的破壞行為提供了一種新的思路，采用非連續(xù)型網(wǎng)格，采用section solid peri界面，材料采用292號(hào)elastic peri材料，一般用于脆性材料，玻璃，水泥，硬塑料等，g是材料破壞參數(shù)，當(dāng)問題已壓縮破壞為主時(shí)，輸入gs，一般gs=2*gt，對(duì)于其他問題，gs空著不填模型簡(jiǎn)介如下：夾層板上下為玻璃，采用mat_elastic_peri材料，中間為PC板，球以30m

宏觀斷裂力學(xué)根據(jù)材料的類型分為線彈性斷裂力學(xué)和彈塑性斷裂力學(xué)，前者針對(duì)脆性材料和小范圍屈服假設(shè)下的塑性材料，后者則關(guān)注大范圍屈服下的塑性斷裂問題。線彈性斷裂力學(xué)由英國(guó)科學(xué)家格里菲斯首創(chuàng)，他在1920年提出基于能量平衡的斷裂準(zhǔn)則并用以描述理想脆性材料（如玻璃）的斷裂過程。

01 應(yīng)用背景 斷裂力學(xué)是研究含裂紋物體的強(qiáng)度和裂紋擴(kuò)展規(guī)律的科學(xué)，固體力學(xué)的一個(gè)分支，又稱裂紋力學(xué)，起源于20世紀(jì)20年代A.A.格里菲斯對(duì)玻璃低應(yīng)力脆斷的研究。其后，國(guó)際上發(fā)生了一系列重大的低應(yīng)力脆斷災(zāi)難性事故，促進(jìn)了這方面的研究，并于50年代開始形成斷裂力學(xué)。

玻璃水（粉紅）與制件斷面（藍(lán)色）、制件正常截面（綠色）的紅外光譜對(duì)比圖開裂原因分析總結(jié)建議根據(jù)光學(xué)顯微鏡、SEM、紅外光譜法對(duì)塑料制件的斷裂面及玻璃水分析對(duì)比可知：1）由學(xué)顯微鏡、SEM 的形貌圖可知，塑料制件斷面形貌平整，為典型的脆性斷裂形貌特征，且斷面有較大的溶劑侵蝕形貌特征；2）由塑料制件斷面的顯微紅外光譜

燒結(jié)助劑MgO的加入會(huì)在Al2O3陶瓷晶界產(chǎn)生玻璃相，有助于降低燒結(jié)溫度和提高陶瓷致密性，但是較高比例的玻璃相會(huì)降低材料的力學(xué)強(qiáng)度。通過降低MgO的含量，減少玻璃相的比例，同時(shí)采用熱等靜壓工藝，提高了材料密度，并將α-Al2O3平均晶粒尺寸減小至2.5μm，從而大幅度提供了材料的彎曲強(qiáng)度和斷裂韌性。

圖1 英國(guó)氣冷反應(yīng)堆（APR）分布示意圖 石墨作為一種脆性材料在反應(yīng)堆運(yùn)營(yíng)過程中易由變形產(chǎn)生裂紋，且由于石墨磚構(gòu)成了使燃料降溫和允許控制桿運(yùn)動(dòng)的通道，分析石墨磚中裂紋對(duì)堆芯的影響是必要的。因此，法國(guó)電力集團(tuán)英國(guó)研發(fā)中心模擬了石墨磚中裂紋的傳播路徑以及這些裂紋對(duì)堆芯局部和整體變形的影響。 利用Salome_Meca平臺(tái)，我們建立了三種不同的模型（圖2）。

然而，塑料制品在使用過程中常常面臨沖擊、跌落、疲勞等動(dòng)態(tài)載荷作用，若材料韌性不足，則可能導(dǎo)致脆性斷裂、裂紋擴(kuò)展甚至產(chǎn)品失效。因此，塑料的韌性（Toughness）成為衡量其可靠性和使用壽命的關(guān)鍵指標(biāo)之一。韌性是指材料在斷裂前吸收能量的能力，它綜合反映了材料的強(qiáng)度和延展性。

該硬化工藝尚存在以下不足：型芯砂硬化速度慢，脆性大，流動(dòng)性較差。

LIN等[13]研究了在 800 ℃恒定剪切和拉伸載荷下 SOFC玻璃陶瓷密封和鐵素體不銹鋼制成的連接體的蠕變性能。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì) SOFC 蠕變損傷的研究存在三方面不足。

3.1繪制支反力位移曲線圖43.2繪制cohesive單元的應(yīng)力-應(yīng)變曲線圖53.3繪制cohesive單元的應(yīng)力-位移、應(yīng)變-位移曲線圖64結(jié)論通過對(duì)cohesive單元的應(yīng)用，對(duì)于cohesive單元失效定義及其損傷演化過程及后處理給出了說明，這對(duì)于多種脆性材料及混凝土材料內(nèi)部的裂紋擴(kuò)展及損傷應(yīng)用具有重要意義。

斷裂相場(chǎng)模型的優(yōu)點(diǎn)在于能夠捕捉到裂紋擴(kuò)展的非線性和多尺度特性，并且不需要預(yù)先指定裂紋的路徑和形狀。它可以應(yīng)用于不同類型的材料，包括金屬、陶瓷、玻璃等，并且可以預(yù)測(cè)材料的強(qiáng)度、韌性和斷裂模式等。在Abaqus中，UEL斷裂相場(chǎng)程序是一種基于相場(chǎng)理論的有限元模型，可以模擬固體材料中的裂紋擴(kuò)展和斷裂行為。