Abaqus中单元删除技术的通用方法

1.单元删除的功能和目的：

有限元本身是基于连续介质力学，这一理论就是物质在空间域是连续的。通俗的说，就是物体划分成单元后，单元一般是不会消失的。但是工程中有切削、断裂、破坏的情况发生。为了模拟这些情况ABAQUS提供了单元失效功能。

2.ABAQUS中单元失效方法：

①单元直接删除方法

这种方法可用来模拟基坑、隧道开挖导致的材料消失。关键就是在 key word 中加一行关键字 *MODEL CHANGE ,TYPE=ELEMENT, ROMOVE  Set-1. Set-1为所定义的单元集合，这一集合需要事先定义。而这一关键字一般位于STEP后，用户想在哪一步删除单元，就在哪一步后添加。

需要注意的是，这种方法单元是直接删除，容易造成总刚阵奇异，使结果不易收敛。改进的办法就是引入温度状态变量，事先就是单元刚度减弱。

②单元损伤失效

首先此方法只能在explicit模块下使用，这一方法本身是为了描述损伤对于材料刚度的影响。ABAQUS通过状态变量的值来控制单元的删除与否。具体来说就是：status=1,单元保留;status=0,单元删除。损伤一般分为拉伸损伤和剪切损伤。对于剪切损伤而言，需要注意首先在property中选择shear damage.其中的参数选择视实际情况而定。定义损伤以后还要定义，damage evolution,一般的类型有displacement 和energy。一般选择displacement。Softening则是控制着具体位移（能量）与损伤的对应关系，见下图：

接下来要输入损伤为1的时候的塑性位移值，表达式为：

 损伤率表达式为：

，即单元的塑性应变乘单元特征长度大于你所规定的值时，单元失效。

③VUMAT

Vumat 方法最灵活，难度也最大。在子程序中定义一个状态变量来表征材料是否失效。为0，失效。为1，正常。然后根据自己的失效准则来给这个状态变量赋值。子程序中可以定义自己的失效准则和本构方程。

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