在ABAQUS中输出Cohesive单元断裂模式的方法

Cohesive单元可以模拟三种基本断裂形式：I型张开裂缝、II型滑移裂缝、III型撕开裂缝。其中后两种破坏形式的驱动力为剪切力，所以可以称为剪切破坏。

ABAQUS中其实已经提供了识别这两种（拉伸和剪切）破坏形式的场输出：MMIXDME、MMIXDMI。下面从定义、使用、结果演示等几个方面进行介绍。

定义
       

帮助文档中，二者定义如下：

• MMIXDME，为损伤演化过程中混合断裂模式的比例，定义为1-m1，位于单元积分点位置，单元未破坏时，其数值默认为-1；
• MMIXDMI，为初始损伤时混合断裂模式的比例，同样定义为1-m1，位于单元积分点位置，单元未破坏时，其数值默认为-1；

后面看下m1的定义：

m1为Gn（一型张开断裂能）与GT（三型断裂能之和）的比值：

• 当m1为1，表示完全的拉伸破坏时，对应的MMIXDME和MMIXDMI数值为0；
• 当m1为0，表示完全的剪切破坏时，对应的MMIXDME和MMIXDMI数值为1；

通过这两个参量，我们就可以判断cohesive单元以哪种形式破坏为主。

使用方法
     

目前不支持GUI界面定义，Step模块的场输出无法找到MMIXDMI和MMIXDME。通常会在前处理的最后一步编辑关键字，菜单Models -> Edit Keywords ->Model Name，激活关键字编辑窗口，找到场量输（Output,field）出卡片位置，单元输出后面添加MMIXDMI和MMIXDME：

计算结果处理

如果计算的时候输出SDEG和STATUS，失效的Cohesive单元会被删除，这样无法查看所有Cohesive单元的破坏模式，因此，可通过菜单栏Result->Field Output，中Status Variable子页面，取消Use status variable参量，就可以显示失效删除的Cohesive单元了，该方法同样适合其他损伤导致的单元删除，还能显示其他场量在指定范围内的单元。

部分失效单元将显示出来，如下图右图所示（仅显示Cohesive）：

显示MMIXDMI和MMIXDME云图如下：

• 当数值为-1，表示单元未破坏；
• 当数值为0~0.5，表示单元以拉伸破坏为主；
• 当数值为0.5~1，表示单元以剪切破坏为主。

为了能在云图上显式各自的区域，进行以下操作：

图中：红色区域表示剪切破坏为主的单元；绿色区域为拉伸破坏为主的单元；蓝色区域为未破坏单元。

数据提取
       

云图有时候可以给论文或文章增光添彩，但是作为观点的论据，有时候显得就比较单薄，因此通常需要提取一些数据，从而增加分析结果的可信度，比如：

1）裂缝面积随时间变化曲线：

2）裂缝体积随时间变化曲线：

3）最大裂缝宽度随时间变化曲线：

4）破裂单元数量随时间变化曲线：

5）拉伸破坏面积占总面积比率曲线（根据MMIXDMI进行判断）：

目前，ABAQUS无法直接提取到这些数据，需要通过Python后处理二次开发获得，有需求的同学可以尝试自己编写，毕竟以后编程将会和开车一样，成为生活的工具。

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