考虑三轴度影响的内聚力单元本构模型

内聚力单元被广泛应用于模拟各种断裂行为。本文采用三轴度相关的内聚力本构模型模拟了材料的断裂失效行为。有效三轴度参数

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其中

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αc为双轴度比的临界值

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其中

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三轴度相关的内聚力模型本构由三部分组成:线弹性阶段,弹塑性阶段及软化阶段,如下式所示。

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其中

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根据上述本构,编写三轴度相关内聚力模型UMAT子程序,通过单胞计算得到的结果如图所示。

考虑三轴度影响的内聚力单元本构的图7

在进行真实试件计算时,需要将相邻实体单元的三轴度参数传递给内聚力单元,如图所示。

考虑三轴度影响的内聚力单元本构的图8

Abaqus中具体实施时,通过UVARM子程序获得当前实体单元的应力状态,并计算得到对应的三轴度,然后通过公共变量实现UVARM和UMAT之间的数据交换,将实体单元的相关参数传递给对应的Cohesive单元。计算得到的结果如下图所示。


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