ABAQUS模拟裂纹扩展方法——Debond

ABAQUS模拟裂纹扩展方法——Debond

Debond分析技术是ABAQUS模拟计算裂纹扩展的技术之一，其主要思路是通过定义一个粘接主面和粘接从面，并且定义在粘接从面上的节点集合，从而主面和从面通过这些节点粘接在一起，然后再指定粘接接触属性及断裂准则，在荷载或位移加载下，达到准则临界值时，节点断裂离开主面，从而产生裂纹扩展，其有局限性就是只能用于二维裂纹扩展。

1. 定义粘接裂纹面

   定义初始状态（initial condition）以识别裂纹绑定部分。通过可以定义接触从面（slave surface）、接触主面（master surface）、以及用来识别从面初始粘接节点的加点集合，在这些节点上为粘接接触，其他部分为常规接触面。定义之后，初始接触状态将被用于指定的节点集合。定义接触点的inp语句为：

*initial conditions,type=contact

1. 激活裂纹扩展

    裂纹扩展的能力需要在分析步*step中被激活，通过定义之后才会在定义好的方向上产生裂纹的扩展，此时需要定义接触粘接的面：

*debond，slave=slave_surface_name,master=master_surface_name

1. 指定接触面绑定点debond准则

ABAQUS有限元软件Debond分析技术中提供了四种断裂判据：临界应力准则（critical stress criterion）、临界裂纹开裂位移准则（COD）、裂纹长度与时间失效准则和虚拟裂纹闭合技术准则（VCCT）。

（1）临界应力准则（critical stress criterion）

临界应力准则（critical stress criterion），其定义为：

（4）虚拟裂纹闭合技术准则（VCCT）

VCCT（Virtual Crack Closure Technique）指的是虚拟裂纹张合技术，这个技术是根据Irwin能量理论提出来的，其核心思想为：假设裂纹在扩展中释放的能量等于闭合裂纹所需要的能量。我们来看裂纹的扩展过程，在图4的扩展中，我们假设裂纹的前缘形状是不发生变化的，即扩展后裂纹的张开尺寸和扩展前的张开尺寸是相等的。

1. 实例模拟教程

    以上为理论分析部分，下面就以四中准则分别基于debond模拟分析二维裂纹扩展。