脱层

Helius PFA 提供了一个强大的用户定义的材料子例程，用于构建基于粘性单元的脱层模型。

此粘性用户材料子例程为脱层萌生和进展提供了几个常用的本构定律。但是，这些本构定律通过与 Helius PFA 之前应用于层内材料失效的相同收敛增强技术进行处理。因此，Helius PFA 为构建复合材料和结构的层内和层间（脱层）失效同时演变的模型提供了前所未有的稳定性。《理论手册》的本部分将详细介绍基于粘性单元的脱层功能。有关使用基于粘性单元的脱层功能的具体说明，请参见Helius PFA《用户手册》。

在有限元分析中，有两种常用方法用于模拟脱层，即虚拟裂纹闭合技术（或 VCCT）和内聚力方法。虚拟裂纹闭合技术是基于全局节点的方法，它利用节点反作用力和位移来估算能量释放速率。内聚力方法通常作为一种基于单元的方法实现，它依靠界面本构关系来预测和模拟脱层。由于许多不同的原因，Helius PFA 中使用的是基于粘性单元的公式，如下所列。

1. 基于粘性单元的公式既预测脱层萌生又预测脱层传播，而 VCCT 仅预测现有脱层的传播。
2. 基于粘性单元的公式不需要施加和管理脱层曲面的非穿透边界条件，因为这些条件由单元的本构关系直接处理。VCCT 需要大量附加逻辑来管理脱层曲面的非穿透边界条件的施加。
3. 基于粘性单元的公式完全服从于并行解（Linux 集群），因为在每个单独的粘性单元（相邻 COH 单元之间无联接）中，全局脱层行为完全受独立脱层行为支配。VCCT 难以服从于并行解（Linux 集群），因为每个节点处的全局脱层行为整体取决于利用相关节点的所有单元负担的载荷。
4. 基于粘性单元的公式与该并行解中同时存在的任何其他形式的非线性完全兼容。相反，VCCT 采用线性弹性断裂行为。因此，当前任何其他非线性必须固定（保持为恒定）在计算能量释放速率和考虑裂纹发展的任何特定时间点。