XFEM分析

图4

扩展单元中粘性行为的牵引分离响应的损伤的定义与传统材料的定义在相同框架内。然而，与考虑牵引分离行为的粘性单元不同的是，用户在扩展单元中不需要定义不含损伤的牵引分离行为。

初始裂纹及裂纹扩展方向（crack initiation and direction of crack extension）

裂纹初始指的是扩展单元中粘性响应损伤的开始。可使用的裂纹初始准则有： 最大主应力（the maximum principle stress） 最大主应变（the maximum principle strain） 最大正应力（the maximum nominal stress） 最大正应变（the maximum nominal strain） 二次牵引影响（the quadratic traction-interaction） 二次分离影响（the quadratic separation-interaction）

当断裂准则

超过1.0后（在一定误差范围内），在一个增量步后将会引进新的裂纹或

。当

时，时间增量步将会减少，使裂

是已经存在的裂纹长度扩展：

用户可以定义误差

纹初始准则得以满足。默认误差值为0.05。 Input文件用法：

*DAMAGE INITIATION, TOLERANCE= Abaqus/CAE用法：

Property module: material editor: Mechanical: Damage for Traction Separation Laws: Quade Damage, Maxe Damage, Quads Damage, Maxs Damage, Maxpe Damage, or Maxps Damage: Tolerance:

定义裂纹方向（specifying the crack direction）

当定义最大主应力或最大主应变准则时，当断裂准则满足后，新引入裂纹总是垂直于最大主应力/主应变方向。然而，当使用其它裂纹初始准则时，用户需要指定新引入裂纹垂直于局部坐标轴1还是局部坐标轴2。默认地，裂纹垂直于局部坐标轴1。 Input文件用法：

*DAMAGE INITIATION, NORMAL DIRECTION=1 (default) *DAMAGE INITIATION, NORMAL DIRECTION=2 (default) Abaqus/CAE用法：

Property module: material editor: Mechanical Damage for Traction Separation Laws: Quade Damage, Maxe Damage, Quads Damage, or Maxs Damage: Direction relative to local 1-direction (for XFEM): Normal or Parallel

最大主应力准则（maximum principle stress criterion）

最大主应力准则可以表示为：

其中为临界最大主应力。符号代表Macaulay括号。该括号用来表示纯压缩应

力不会产生初始损伤。当最大应力比例达到某一值时，开始产生损伤。 Input文件用法：

*DAMAGE INITIATION, CRITERION=MAXPS Abaqus/CAE用法：

Property module: material editor: Mechanical: Damage for Traction Separation Laws: Maxps Damage

最大主应变准则（maximum principle strain criterion）

最大主应变准则可以表示为：

其中为临界最大主应变。符号代表Macaulay括号。该括号用来表示纯压

缩应变不会产生初始损伤。当最大应变比例达到某一值时，开始产生损伤。 Input文件用法：

*DAMAGE INITIATION, CRITERION=MAXPE Abaqus/CAE用法：

Property module: material editor: Mechanical: Damage for Traction Separation Laws: Maxpe Damage

最大正应力准则（maximum nominal stress criterion）

最大正应力准则可以表示为：

法向牵引应力向量

包括三个分量：

垂直于可能出现的裂纹面；

和

为两个可

能出现的裂纹面上的切向分量。根据用户所定义方向，可能出现的裂纹面垂直于局部坐标轴1或是局部坐标轴2。 Input文件用法：

*DAMAGE INITIATION, CRITERION=MAXS Abaqus/CAE用法：

Property module: material editor: Mechanical: Damage for Traction Separation Laws: Maxs Damage

最大正应变准则（maximum nominal strain criterion）

最大正应变准则表示为：

Input文件用法：

*DAMAGE INITIATION, CRITERION=MAXE Abaqus/CAE用法：

Property module: material editor: Mechanical: Damage for Traction Separation Laws: Maxe Damage

二次法向应力准则（quadratic nominal stress criterion） 二次发向应力准则表示为：

Input文件用法：

*DAMAGE INITIATION, CRITERION= QUADS Abaqus/CAE用法：

Property module: material editor: Mechanical: Damage for Traction Separation Laws: Quads Damage

二次法向应变准则（quadratic nominal strain criterion）

Input文件用法：

*DAMAGE INITIATION, CRITERION=QUADE Abaqus/CAE用法：

Property module: material editor: Mechanical: Damage for Traction Separation Laws: Quade Damage

损伤演化（damage evolution）

损伤演化定律描述了当满足初始损伤准则后，粘性刚度软化率。描述损伤演化的框架与基于面的粘性行为（surface-based cohesive behavior）相似。

损伤标量型后，

代表单元裂纹面间平均损伤值。损伤标量

初始值为零，当建立损伤模

在[0 1]之间变化。法向及切向应力分量受损伤影响表达式如下：