基于Cohesive方法的断裂仿真技术研究

ABAQUS中Cohesive方法包含Cohesive接触和Cohesive单元两种，其实本质是一样，只是定义方式和应用上存在一些差异，各具特色。

专题内容
       

基于Cohesive方法的断裂仿真专题共分五章内容，分别是：

• 3.1 专题简介
• 3.2 Cohesvie相关PPT讲解：Cohesive单元&Cohesive接触
• 3.3 Cohesive方法相关的版本更新
• 3.4 Cohesive嵌入方法和POLARIS_InsertCohElem插件
• 3.5.1 示例1：双悬臂梁撕裂模拟（三个模型）
• 3.5.2 示例2：Cohesive接触在货物运输中的应用
• 3.5.3 实例3：基于Cohesive单元的二维水力压裂模拟
• 3.5.4 实例4：撞击破坏模拟（全局嵌入零厚度Cohesive单元）

各版本更新      

• ABAQUS6.10、 ABAQUS6.11 、 ABAQUS6.13 ：无更新
• ABAQUS6.12：显示分析中，基于牵引力分离的cohesive单元支持粘弹性材料模型Viscoelastic
• ABAQUS6.14：牵引力分离准则中的拉压刚度可以不一致；混合断裂模式增加 MMIXDMI、 MMIXDME的输出
• ABAQUS2016：新增孔压单元、流体裂缝分支、干摩擦等功能；GUI中增加嵌入Cohesive孔压单元的网格编辑工具
• ABAQUS2017：Cohesive接触行为可以在隐式通用接触中定义了。

POLARIS_InsertCohElem插件

功能概述：用于实体单元之间嵌入Cohesive单元功能，可实现复杂多裂缝的研究。拓展软件原有功能，可实现全局、局部的零厚度或有厚度Coehsive单元的嵌入。

• 支持二维（三角形、四边形单元）、三维（六面体、楔形体、四面体单元）一阶实体单元之间嵌入Cohesive单元层；
• 嵌入方式多样化，支持：全局单元面、全局几何面、Set集合、手选几何面和手选单元面五种嵌入区域；
• 支持零厚度和非零厚度Cohesive单元嵌入，（四面体单元除外）；
• 支持渗流和非渗流Cohesive单元嵌入，可实现复杂缝网压裂模拟。

案例3.5.1

双悬臂梁撕裂模型

通常实验中通过该方法测试获得材料胶结面的I型开裂断裂参数。在本案例中，分别采用了Cohesive接触-显示求解、Cohesive接触-隐式求解、以及Cohesive单元-隐式求解三种方法进行模拟，一方面可以了解不同方法如何进行模型的建立；另一方面对比不同建模方式的差异和结果的差异，让大家有更深刻的认识。

案例3.5.2

Cohesive接触在货物运输中的应用

基于Cohesive接触的最大特征，讲述了其在货物运算中的应用，模拟吸力或点磁力的阶段性存在。

案例3.5.3

基于Cohesive单元的二维水力压裂模拟

水力压裂模拟方法有很多，ABAQUS提供了很多实现方法，其中常用的是：基于Cohesive渗流单元的模拟方法和基于XFEM(扩展有限元)的模拟方法；本节则通过一个简单的二维水力压裂模拟，让大家了解Cohesive渗流单元。后续将录制单独课程：ABAQUS水力压裂模拟专题，供大家参考学习。

本案例展示了储隔层条件下的水力压裂模型建立过程的一些细节。

案例3.5.4

撞击破坏模拟（全局嵌入零厚度Cohesive单元）

这是一个比较酷炫的例子，相信让很多人对Cohesive能实现的效果有了一个更好的认识，也可能激发出你的仿真思路。案例讲述的是压头撞击厚板造成的复杂缝网生成过程，并可以对比不同入射速度条件下，缝网的形态。

其技术难点：全局嵌入零厚度Cohesive单元

首先声明，嵌入过程是采用POLARIS_INSERTCOHELEM插件实现的，因此不代表学习视频后能掌握这样的仿真能力，请购买视频者三思。

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