创建粘性材料

使用 Create Cohesive Material GUI 来创建粘性材料。

每个由 Helius PFA 处理的粘性材料都被 Abaqus/Standard 视为要作为用户定义的材料。Create Cohesive Material GUI 提供了在 Abaqus 输入文件中创建这些粘性材料定义的简单方法。它允许您完整定义粘性材料，其中包括损坏萌生和损坏演变参数。请注意，Helius PFA 粘性材料仅与 Abaqus/Standard 分析兼容。

若要从 Abaqus/CAE 内打开 Create Cohesive Material GUI ，请转到主工具栏并依次选择“插件” > “Autodesk” > “Create Cohesive Material”。GUI 将如下图所示。

如上图所示，使用 Create Cohesive Material GUI 为 Helius PFA 定义粘性材料类型涉及大量步骤。下面介绍了其中每个步骤。有关这些参数的技术讨论，请参见《附录 B》。

1. 材料名称 - 输入材料的名称。添加该材料后，此名称将显示在 Abaqus/CAE 中的材料树下。
2. 法向刚度 - 大于零的数，用于定义粘性材料的法向刚度 K_nn。K_nn 将粘性材料中的法向面力与应变关联起来，具体如下：

   t_n = K_nnε_n

   其中 t_n 是法向面力，而 ε_n 是在法线方向（局部 3 方向）上的应变。

3. 一阶剪切刚度 - 大于零的数，用于定义粘性材料的一阶剪切刚度 K_ss。K_ss 将粘性材料中局部 1 方向上的面力与应变关联起来，具体如下：

   t_s = K_ssε_s

   其中 t_s 是一阶剪切刚度，而 ε_s 是局部 1 方向上的应变。

4. 二阶剪切刚度 - 大于零的数，用于定义粘性材料的二阶剪切刚度 K_tt。K_tt 将粘性材料中局部 2 方向上的面力与应变关联起来，具体如下：

   t_t = K_ttε_t

   其中 t_t 是二阶剪切面力，而 ε_t 是局部 2 方向上的应变。

5. 最大法向面力 - 大于零的数，用于表示粘性材料在损坏萌生之前在法线方向（局部 3 方向）上可以承受的最大面力量 S_n。
6. 最大一阶剪切面力 – 大于零的数，用于表示粘性材料在损坏萌生之前在局部 1 方向上可以承受的最大面力量 S_s。
7. 最大二阶剪切面力 – 大于零的数，用于表示粘性材料在损坏萌生之前在局部 2 方向上可以承受的最大面力量 S_t。
8. 损坏萌生准则 - 允许您选择最大面力或基于二次的损坏萌生准则。最大面力准则将损坏萌生定义为任何面力能满足的时间点或其对应的最大面力值。基于二次的准则将面力的二次交互用于最大面力比以预测损坏萌生。
9. 损坏演变方法 - 允许您选择损坏在损坏萌生后将如何发展。损坏在粘性材料中萌生后，材料刚度将随着材料变形的增大而降低。最终，粘性材料的刚度将减少为零，材料将无法再承受任何载荷。三个可用方法包括：

   • 位移

   • 能量

   • 能量（混合模式，幂律)

10. 变量参数 - 损坏演变方法的选择决定此字段的输入。每个损坏演变方法的输入包括：
    • 位移 - 此值为失效时位移，这是一个大于零的数，用于定义完全失效时有效位移与损坏萌生时有效位移之间的差值，即 。
    • 能量 - 此值是断裂能，这是一个大于零的数，用于定义因失效而耗散的总能量，即 G^C。在数学术语中，该值是面力 - 分离曲线下的区域。
    • 能量（混合模式，幂律）- 该值是法线模式断裂能，它是一个大于零的数，用于定义在纯法线模式下因失效而耗散的总能量，即 。
11. 一阶剪切模式断裂能 - 大于零的数，用于定义在纯一阶剪切模式下因失效而耗散的总能量，即 。
12. 二阶剪切模式断裂能 - 大于零的数，用于定义在二阶剪切法线模式下因失效而耗散的总能量，即 。
13. Alpha - 混合模式幂律损坏演变方程中所使用的指数，即 α。

除了定义材料，Helius PFA 粘性材料还需要粘性剖面，以便在模型中使用。可以像任何其他 Abaqus 粘性剖面一样创建粘性剖面。在“Abaqus/CAE 特性”模块下，依次选择“剖面” > “创建”以显示“创建剖面”界面。粘性剖面可以在“其他”类别下找到。在编辑剖面时，“响应”必须设置为“面力分离”（请参见下图）。还要求将初始厚度指定为 Unity (1) 的值。这可确保粘性单元的法向应变等于位移，并且有助于简化粘性材料特性的定义。