2016年的时候,曾在网上发过一篇有关0厚度cohesive单元生成方法的文章,并针对任意六面体或者四面体单元之间插入cohesive单元的问题提供了一款Abaqus中的建模插件。后来原始文章和插件均被演绎成了各种版本。当初开发插件纯属业余玩耍,也就一直没有再更新,后来还是有很多读者咨询该插件,于是去年做了一个改进版本,之前的版本是在Abaqus中直接操作单元及节点,虽然直观,但是执行效率较低。新版本是操作inp文件,效率有了明显提升。
生成原理
先将原单元离散,然后提取原相邻单元共用面上的节点,复制该节点,进行网格重构。以一个实心圆球为例,下图左为六面体单元组成的网格模型,右图为插入的零厚度cohesive单元,该方法可以实现任意结构任意单元面之间插入0厚度的cohesive单元。
脚本使用方法
1)首先创建一个要插入内聚力的零件,划分网格
2)将该零件添加至装配中(此步骤不能遗漏)
3)写出inp文件:创建计算任务名,例如Job-1,则在本地写出Job-1.inp
4)为了防止再被各种盗版,该脚本添加了license和时间、单元数量限制,运行之前需要将名为license.key的许可证复制到abaqus当前工作中。
5)在Abaqus中运行脚本,会提示输入inp文件名,如下图所示。待处理的inp文件须放入工作目录下。
程序执行完成以后,会在本地生成名为“cohesive.inp”的文件,里面是单元和节点信息。并且将原始网格单元和新生成的内聚力单元分别创建了单元集合,方便赋予属性。
同时为了方便赋予属性,程序自动将inp导入到了Abaqus CAE中,并创建了新的model、part和单元集。
零厚度内聚力单元生成后,就可以建立完整的有限元模型去做随机裂纹扩展分析了,下面是一个脆性材料开裂的案例。
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