Abaqus VCCT裂纹扩展模拟技术

VCCT（Virtual Crack-Closure Technique）是虚拟裂纹闭合技术的简称。常用来研究准静态问题中裂纹的发生和扩展。VCCT使用线性弹性断裂力学（LEFM）原理，因此适用于沿预定表面发生脆性裂纹扩展的问题。VCCT基于这样的假设：当裂纹扩展一定量时释放的应变能与闭合同面积裂纹所需的能量相同。您可以在静态或准静态分析过程中包括VCCT裂纹。可以在隐式动态分析过程中包括VCCT裂纹，以模拟高速冲击载荷下结构的断裂和破坏。VCCT仅适用于Abaqus / Standard（三维实体和壳体以及二维平面和轴对称模型），也可以与cohesive单元联合使用。

本文就是用VCCT方法模拟材料界面开裂，获取力-位移，及EER（能量释放率）。如图一是网格模型，模型比较简单，2D平面应变模型，中间两排节点右半段通过VCCT绑定，左半段可分离。材料模型为线弹性，分析步设置如图2所示。

图1  网格模型

图2  分析步设置

VCCT是在接触中进行设置的，那么接触属性里需要定义断裂准则，Fracure Criterion，如图3所示，混合模式选择BK模型，输入临界能量释放率。然后创建接触，初始绑定的节点为节点集BNODES，为右半段中间节点。边界条件如下：右端面约束U1，U2自由度，左端面上下两个节点施加强制Y向位移，如图6所示。

图4 接触属性设置

图5 接触设置

图6 边界条件及载荷

创建job并提交计算，结果如图7所示，应力云图，力-位移曲线，及能量释放率。

图 7 计算结果

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