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Abaqus嵌入Cohesive单元插件POLARIS_INSERTCOHELEM使用说明书

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POLARIS_INSERTCOHELEM使用说明书
作者：星辰北极星
目录
POLARIS_INSERTCOHELEM使用说明书 (1)
1 第一部分：星辰-北极星插件介绍：POLARIS_INSERTCOHELEM (2)
1.1功能简介 (2)
1.2插件的主要功能 (2)
1.3插件使用方法： (2)
1.3.1插件安装 (2)
1.3.2插件界面 (3)
1.3.3使用的常见问题 (4)
1.4插件测试： (6)
1.4.1测试模型：三维20*20*20立方体快 (6)
1.4.2测试模型：二维100*100正方形 (6)
1.5示例 (7)
1.5.1球体全局嵌入有厚度Cohesive单元 (7)
1.5.2纤维束嵌入有厚度Cohesive单元 (8)
1.5.3混凝土细观骨料模型嵌入Cohesive单元 (8)
1第一部分：星辰-北极星插件介绍：POLARIS_INSERTCOHELEM 1.1功能简介
POLARIS-INSERTCOHELEM是星辰北极星团队开发的一款Abaqus插件，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，可大大节约使用者的时间，提高工作效率。

1.2插件的主要功能
1）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）实体单元之间嵌入Cohesive单元层；
2）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；
3）支持零厚度和非零厚度Cohesive单元嵌入，（四面体单元除外）；
4）支持渗流和非渗流Cohesive单元嵌入，可实现复杂缝网压裂模拟。

1.3插件使用方法：
1.3.1插件安装
1、请解压插件包，生成一文件夹与本安装说明；
2、打开我的电脑，并在文件路径处输入：%homepath%\abaqus_plugins
3、将解压完成的文件夹放置到此路径下；
4、重启Abaqus软件，在窗口的工具条中将新增工具条，点击图标即可激活插件。

5、第一次点击应用会弹出注册窗口，如下：
6、请将注册码发送给开发者获取密钥，注册成功后可以正常使用了。

1.3.2插件界面
工具条中单击按钮将弹出POLARIS_INSERTCOHELEM界如下：
Video Introduction按钮：点击后可以跳转到视频介绍链接，请在联网状态下点击，否则无法观看。

Part区块：选择需要嵌入的部件（Part）和部件（Part）所在的模型（Model）。

Region Types区块：选择嵌入区域的类型，目前支持五种：
1)All ElemSurfs：所有单元之间均嵌入Cohesive单元；
2)ElemSufs of Set：Set集合内部所有单元面之间嵌入Cohesive单元；
3)All GeoFaces：所有内部几何面上嵌入Cohesive单元；
4)Select GeoFaces：手动选择几何面，嵌入Cohesive单元；
5)Select ElemSurfs：手动选择单元面，嵌入Cohesive单元。

Control Parameters区块：设置嵌入Cohesive单元的尺寸和网格类型：
1)Thickness of Cohesive：设置嵌入Cohesive单元的法向厚度，默认为零，且只有在
Abaqus2016以上版本才能被激活，否则为失效状态。

2)Add Pore Pressure Nodes：是否嵌入孔压节点，勾选上后，将嵌入COH*D*P渗流
单元，否则嵌入COH*D*无渗流单元
用户选择嵌入的部件、区域类型、控制参数以后点击OK或APPL Y可激活嵌入程序，在Abaqus信息提示框中将提示嵌入的进度和嵌入单元的基本情况，如下图所示：
1.3.3使用的常见问题
1、嵌入失败，提示“No Part be selected”。

表示用户未指定部件名称，请在Part区块的Part选型中选择所需嵌入的Part名称。

2、嵌入失败，提示“No face be selected.”。

表示Region Types选择为Select GeoFaces时，但未从窗口中选择合适的集合面，请点击后方选择按钮，并从窗口中选择合适的部件几何面。

3、嵌入失败，提示“No ElemSurf be selected.”。

表示Region Types选择为Select ElemFaces 时，但未从窗口中选择合适的集合面，请点击后方选择按钮，并从窗口中选择合适的部件单元面。

4、嵌入失败，提示“No Sets be selected.”。

表示用户未指定部件名称，请在Part区块的Part选型中选择所需嵌入的Part名称。

5、嵌入失败，提示“Cohesive Thickness must >= 0.”。

表示用户设定的Cohesive单元层厚度无效，需要大于等于0。

6、嵌入失败，提示“part:[PartName] hasn't be meshed!”。

表示用户设定的Part部件未进行网格划分，请先划分网格后提交嵌入。

7、嵌入失败，提示“part:[PartName] don't have GeoFaces!”。

表示用户设定嵌入模式为全局几何面，但Part部件不包含几何面信息，请重新选择部件或划分方法。

8、嵌入失败，提示“Element:[Label] type is [ElementType], It’s invalid!”。

表示用户设定的Part部件内部存在无效的单元类型，请重新支配单元类型或选择其他部件。

目前支持一阶实体单元包含：'CPE4','CPS4','CAX4','CPE3','CPS3','CAX3','C3D8','C3D6','C3D4'，开始的单元类型。

9、嵌入失败，提示“Element:[Label] type is [Type], Thickness of Cohesive must be Zero!”。

表示用户设定的Part部件内存在四面体网格，此时Cohesive单元层厚度需要指定为0，否则报错。

1.4插件测试：
测试电脑：CPU主频2.5GHz，内存8G 1333MHz
1.4.1测试模型：三维20*20*20立方体快
1.4.2测试模型：二维100*100正方形
1.5示例
1.5.1球体全局嵌入有厚度Cohesive单元
绿色部分：原有实体单元，创建BaseElements集合
红色部分：几何面位置处的Cohesive单元层，创建CoheElem-1集合蓝色部分：非几何面位置处的Cohesive单元层，创建CoheElem-2集合
1.5.2纤维束嵌入有厚度Cohesive单元
部件通过刨切产生内部几何面，嵌入方法选择全部几何面的形式进行嵌入，可实现方形纤维之间嵌入cohesive单元层。

1.5.3混凝土细观骨料模型嵌入Cohesive单元
混凝土细观分析中，经常需要模拟砂浆、骨料以及二则的界面层，砂浆和界面层强度较低，通常需要分析结构承载下的破坏与失效过程，因此选择左图白色区域，定义集合，仅在集合内嵌入cohesive单元，获得右图所示效果，仅白色区域内嵌入了Cohesive单元。

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ABAQUS中Cohesive单元建模方法

ABAQUS中Cohesive单元建模方法

复合材料模型建模与分析1. Cohesive单元建模方法几何模型使用内聚力模型（cohesive zone）模拟裂纹的产生和扩展，需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive层。

建立cohesive层的方法主要有：方法一、建立完整的结构（如图1（a）所示），然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive 单元，用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点，并以此传递力和位移。

方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束，使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调，如图1（b）所示。

（a）cohesive单元与其他单元公用节点（b）独立的网格通过“tie”绑定图1.建模方法上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie”很繁琐；因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。

材料属性应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction-separation描述；另一种是基于连续体描述。

其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛。

而在基于traction-separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。

它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。

注意图中纵坐标为应力，而横坐标为位移，因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive单元的刚度。

曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。

因此在定义cohesive的力学性能时，实际就是要确定上述本构模型的具体形状：包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率，或者最终失效时单元的位移。

常用的定义方法是给定上述参数中的前三项，也就确定了cohesive 的本构模型。

Cohesive 单元可理解为一种准二维单元，可以将它看作被一个厚度隔开的两个面，这两个面分别和其他实体单元连接。

ABAQUS中Cohesive单元建模方法

ABAQUS中Cohesive单元建模方法

复合材料模型建模与分析1. Cohesive单元建模方法1.1 几何模型使用内聚力模型（cohesive zone）模拟裂纹的产生和扩展，需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive层。

建立cohesive层的方法主要有：方法一、建立完整的结构（如图1（a）所示），然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive 单元，用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点，并以此传递力和位移。

方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束，使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调，如图1（b）所示。

（a）cohesive单元与其他单元公用节点（b）独立的网格通过“tie”绑定图1.建模方法上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie”很繁琐；因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。

1.2 材料属性应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction-separation描述；另一种是基于连续体描述。

其中基于traction-separation 描述的方法应用更加广泛。

而在基于traction-separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。

它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。

注意图中纵坐标为应力，而横坐标为位移，因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive 单元的刚度。

曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。

因此在定义cohesive 的力学性能时，实际就是要确定上述本构模型的具体形状：包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率，或者最终失效时单元的位移。

常用的定义方法是给定上述参数中的前三项，也就确定了cohesive 的本构模型。

Cohesive 单元可理解为一种准二维单元，可以将它看作被一个厚度隔开的两个面，这两个面分别和其他实体单元连接。

ABAQUS中Cohesive单元建模方法

ABAQUS中Cohesive单元建模方法

复合材料模型建模与分析1.Cohesive单元建模方法1.1几何模型使用内聚力模型（cohesivezone）模拟裂纹的产生和扩展，需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive层。

建立cohesive层的方法主要有：方法一、建立完整的结构（如图1（a）所示），然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive单元，用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点，并以此传递力和位移。

方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束，使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调，如图1（b）所示。

（a）cohesive单元与其他单元公用节点（b）独立的网格通过“tie”绑定图1.建模方法上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie”很繁琐；因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。

1.2材料属性应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction-separation描述；另一种是基于连续体描述。

其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛。

而在基于traction-separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。

它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。

注意图中纵坐标为应力，而横坐标为位移，因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive单元的刚度。

曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。

因此在定义cohesive 的力学性能时，实际就是要确定上述本构模型的具体形状：包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率，或者最终失效时单元的位移。

常用的定义方法是给定上述参数中的前三项，也就确定了cohesive 的本构模型。

Cohesive 单元可理解为一种准二维单元，可以将它看作被一个厚度隔开的两个面，这两个面分别和其他实体单元连接。

abaqus中cohesive单元粘度系数

abaqus中cohesive单元粘度系数

在Abaqus中，cohesive单元是一种特殊的界面单元，用于模拟粘聚区的行为。

cohesive单元的粘度系数通常是由实验确定的，而不是通过模型计算得出的。

在Abaqus中，您可以使用以下步骤来定义cohesive单元的粘度系数：
1. 打开Abaqus软件，并打开您的模型。

2. 在模型树中选择“Cohesive Elements”选项。

3. 右键单击“Cohesive Elements”，并选择“Create Cohesive Element Type”。

4. 在弹出的对话框中，输入一个新的名称来命名您的cohesive 单元类型。

5. 在“Material”选项卡中，选择“Cohesive”材料类型。

6. 在“Viscosity”选项卡中，输入您测定的粘度系数值。

7. 点击“OK”按钮保存您的设置。

请注意，粘度系数的值应该根据您的实验数据或相关文献资料来确定。

确保使用正确的单位，并根据您的材料和条件进行适当的调整。