玻璃杯碎裂仿真详解-Brittle Cracking参数解释与设置方法

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了Abaqus中另一种可以模拟裂纹的方法，适用于玻璃等脆性材料的Brittle Cracking模型。Brittle Cracking模型需要定义三个key word参数，分别是Brittle Cracking、Brittle Shear和Brittle Failure，用于描述拉伸、剪切方向材料软化行为和材料失效行为。材料的Brittle cracking参数可以通过四点弯曲试验获取，通过试验件杨氏模量计算和某木材四点弯曲试验力-位移曲线，将四点弯曲试验的力-位移曲线通过材料力学关系转化为应力-应变曲线之后，可直接从其上读出所需的brittle cracking参数。最后，文章给出了一个玻璃杯碎裂的应用实例，展示了如何应用Brittle Cracking模型进行仿真。

“ 除了XFEM、VCCT以及Cohesive单元，Abaqus中还有没有别的可以模拟裂纹的方法？”

当然有了，今天要给大家介绍的就是Abaqus中另一种可以模拟裂纹的方法，适用于玻璃等脆性材料的Brittle Cracking模型。

01—Brittle Cracking模型

Brittle cracking模型需要定义的key word参数与释义：

*Brittle Cracking       描述拉伸方向材料（单元）软化行为

57, 0                       断裂时拉伸应力57MPa（即抗拉强度），此时断裂应变为0

0, 1e-5                    断裂后拉伸应力为0，此时断裂应变为1e-5

通过这两行数据也就定义了材料的抗拉强度，以及达到抗拉强度后，材料的应力应变关系承线性下降（软化）的过程。

*Brittle Shear          描述剪切方向材料（单元）软化行为

1, 0                        断裂时剪切应力57MPa（比率ρ为1），此时断裂应变为0

0, 1e-5                   断裂后剪切应力为0，此时断裂应变为1e-5

与拉伸方向类似地定义了剪切方向的材料软化行为。

*Brittle Failure         描述材料（单元）失效行为
1e-5      断裂应变为1e-5时材料失效（单元删除准则）

02—四点弯曲试验

材料的Brittle cracking参数可以通过四点弯曲试验获取，如玻璃试件四点弯曲试验：

试验件杨氏模量计算：

某木材四点弯曲试验力-位移曲线：

将四点弯曲试验的力-位移曲线通过材料力学关系转化为应力-应变曲线之后，可直接从其上读出所需的brittle cracking参数。

03—应用实例：玻璃杯碎裂

玻璃参数定义：

有限元模型：

仿真结果:

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作者：邓怡超，仿真秀科普作者。

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