CN106897483A - 一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及有限元建模领域，旨在提供一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法。包括下述过程：建立含所需冰雹部件的有限元模型；基于ABAQUS的PYTHON脚本语言实现任意两单元间插入内聚力的建模，形成带有内聚力单元的冰雹模型；使用带有内聚力单元的冰雹网格模型，结合复合材料层合板模型，实现冰雹冲击复合材料层合板的有限元仿真计算。本发明利用ABAQUS‑PYTHON脚本语言提供一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法，通过该方法能实现ABAQUS现有模块无法实现的任意两单元间插入内聚力的功能，建立带有内聚力单元的冰雹模型，且基于脚本语言的高效建模与ABAQUS完全兼容。

Description

一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法

技术领域

本发明是关于有限元建模领域，特别涉及一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法。

背景技术

当前，内聚力模型是弹塑性断裂力学中一个被广泛应用和研究的计算模型。内聚力模型避免了线弹性断裂力学中的裂纹尖端应力奇异性，计算了开裂过程中应力以及断裂能，使其在裂纹扩展，复合材料分层和脱粘，器件胶接等领域得到广泛重视和运用。

目前，基于内聚力模型的内聚力界面单元已经内嵌在ABAQUS商业有限元软件，基于ABAQUS有限元软件CAE建模功能可以在模型的内部面与面之间插入内聚力界面单元，这种插入内聚力界面单元的方式可以满足复合材料层合板分层和脱粘，器件胶接等有限元分析，但面-面间插入内聚力界面单元的方式因其局限性并不能满足所有的有限元分析，冰雹冲击复合材料层合板需要在冰雹模型的任意两单元间插入内聚力单元，现有的ABAQUS商业软件模块尚无法做到。因此，提供一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法尤为重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术中的不足，提供一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法。

为解决上述技术问题，本发明的解决方案是：

提供一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法，包括下述过程：

一、建立含所需冰雹部件的有限元模型；

在ABAQUS-PART模块建立所需部件并命名，假定命名为“A”，在ABAQUS-PROPERTY模块分别为材料单元和内聚力界面单元建立两种材料属性，在ABABQUS-MESH模块为部件划分网格，此时“A”带有网格属性；

二、基于ABAQUS的PYTHON脚本语言实现任意两单元间插入内聚力的建模，形成带有内聚力单元的冰雹模型；

(1)读取ABAQUS冰雹部件的网格模型建立孤立网格模型，并单独命名为“A-1”，将“A-1”所有的节点信息和单元信息全部删除；

(2)复制“A”所有的节点并将节点组建成单元赋予给“A-1”，此部分的单元即为“A-1”的材料单元；

(3)将“A-1”公用面上的节点进行复制，形成节点对，组建零厚度内聚力单元；

(4)将材料单元和内聚力单元分别建立集合并赋予材料属性，建成带有内聚力单元的冰雹网格模型“A-1”；

三、使用带有内聚力单元的冰雹网格模型，结合复合材料层合板模型，实现冰雹冲击复合材料层合板的有限元仿真计算。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明利用ABAQUS-PYTHON脚本语言提供一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法，通过该方法能实现ABAQUS现有模块无法实现的任意两单元间插入内聚力的功能，建立带有内聚力单元的冰雹模型，且基于脚本语言的高效建模与ABAQUS完全兼容。

附图说明

图1为本发明对所提出的基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的PYTHON语言实现流程图。

图2为本发明实施例中冰雹模型中内聚力单元集合的示意图。

图3为本发明实施例中生成的带有内聚力单元的冰雹网格模型。

具体实施方式

首先需要说明的是，本发明是计算机技术在有限元建模领域的一种应用。在本发明的实现过程中，会涉及到多个软件功能模块的应用。申请人认为，如在仔细阅读申请文件、准确理解本发明的实现原理和发明目的以后，在结合现有公知技术的情况下，本领域技术人员完全可以运用其掌握的软件编程技能实现本发明。凡本发明申请文件提及的均属此范畴，申请人不再一一列举。

一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法，包括下述过程：

一、建立含所需冰雹部件的有限元模型；

在ABAQUS-PART模块建立所需部件并命名，假定命名为“A”，在ABAQUS-PROPERTY模块分别为材料单元和内聚力界面单元建立两种材料属性，在ABABQUS-MESH模块为部件划分网格，此时“A”带有网格属性；

二、基于ABAQUS的PYTHON脚本语言实现任意两单元间插入内聚力的建模，形成带有内聚力单元的冰雹模型；

(1)读取ABAQUS冰雹部件的网格模型建立孤立网格模型，并单独命名为“A-1”，将“A-1”所有的节点信息和单元信息全部删除；

(2)复制“A”所有的节点并将节点组建成单元赋予给“A-1”，此部分的单元即为“A-1”的材料单元；

(3)将“A-1”公用面上的节点进行复制，形成节点对，组建零厚度内聚力单元；

(4)将材料单元和内聚力单元分别建立集合并赋予材料属性，建成带有内聚力单元的冰雹网格模型“A-1”。

三、使用带有内聚力单元的冰雹网格模型，结合复合材料层合板模型，实现冰雹冲击复合材料层合板的有限元仿真计算。

以下用基于上述过程应用的具体实施例子来说明本发明的实现效果：

首先在ABAQUS-PART模块建立球形冰雹部件，并在MESH模块划分网格，在PROPERTY模块设置材料单元和内聚力单元的材料属性。根据流程图如图1使用ABAQUS-PYTHON脚本语言，复制部件网格模型为孤立网格模型，删除孤立网格模型上的节点和单元信息，再复制部件网格模型的节点建立孤立网格模型材料单元，再将孤立网格模型共同面的节点复制形成节点对，组建零厚度内聚力单元；最后将材料单元和内聚力单元分别建立集合赋予材料属性。形成的任意两单元间的内聚力单元集合如图2，形成的带有内聚力单元的冰雹网格模型如图3。

本发明利用ABAQUS-PYTHON脚本语言一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法，通过该方法实现ABAQUS现有模块无法实现的任意两单元间插入内聚力的功能，建立带有内聚力的冰雹模型，且基于脚本语言的高效建模与ABAQUS完全兼容。

最后，需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有很多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容中直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于任意两单元间插入内聚力建立冰雹模型的方法，其特征在于，包括下述过程：

一、建立含所需冰雹部件的有限元模型；

在ABAQUS-PART模块建立所需部件并命名，假定命名为“A”，在ABAQUS-PROPERTY模块分别为材料单元和内聚力界面单元建立两种材料属性，在ABABQUS-MESH模块为部件划分网格，此时“A”带有网格属性；

二、基于ABAQUS的PYTHON脚本语言实现任意两单元间插入内聚力的建模，形成带有内聚力单元的冰雹模型；

(1)读取ABAQUS冰雹部件的网格模型建立孤立网格模型，并单独命名为“A-1”，将“A-1”所有的节点信息和单元信息全部删除；

(2)复制“A”所有的节点并将节点组建成单元赋予给“A-1”，此部分的单元即为“A-1”的材料单元；

(3)将“A-1”公用面上的节点进行复制，形成节点对，组建零厚度内聚力单元；

(4)将材料单元和内聚力单元分别建立集合并赋予材料属性，建成带有内聚力单元的冰雹网格模型“A-1”；

三、使用带有内聚力单元的冰雹网格模型，结合复合材料层合板模型，实现冰雹冲击复合材料层合板的有限元仿真计算。