脆性PMMA板动态裂纹传播有限元模拟

摘要

利用内聚力单元(cohesive element),结合二次开发的用户材料子程序(UVMAT),嵌入有限元软件ABAQUS求解器来显式分析预加载荷的脆性材料PMMA动态裂纹传播行为.在模拟过程中采用了刚性线性衰减内聚力准则,分别考虑率无关和率相关两种情况,模拟结果表明:相同的预加载荷,率无关计算出的绝大多数裂纹传播速度大于实验测试的裂纹稳定扩展速度,只有在高速时两者基本一致;而我们提出的一个率相关内聚力准则模拟结果与实验结果基本吻合.这也证实了脆性材料的高速裂纹传播过程利用率相关内聚力准则的必要性,因为它能够较好的反映快速裂纹传播裂纹尖端的断裂复杂率过程.