CZM脱胶实例.docx

节选段落一：
基于CZM内聚力模型的胶层脱粘实例
CZM（Cohesive Zone Material）内聚力模型常常用来模拟两个物体之间的粘合作用，在一定的外界条件下，两物体的接触界面发生细微的断裂或者渐进失效，导致界面分离的现象，在材料的界面加上一个临界的断裂能，如果外界产生的能量大于临界断裂能，那么物体界面的胶层会发生脱离现象，即为脱粘，脱粘有两种类型，一种是Interface Element，一种是Contact Element，两者的区别是：前者用来描述复合材料界面以及整个界面的分层现象，后者用来描述聚合物的剥离现象。


节选段落二：
图是对CZM的解释：
下面开始结合分析实例来说明CZM内聚力模型：
1.建立两个板粘合模型
2.建立CZM材料参数，本参数参考于周炬老师书中《ANSYS Workbench有限元分析实例详解（静力学）》的参数
注意：由于在此分析中，法向的分离与切向滑移是共同作用的，因此采用Mixed mode设置，人工阻尼（Artificial Damping）的大小通过输入的阻尼因子（Damping Coefficient）决定，下图为人工阻尼的定义。
3.建立局部坐标系，将两板的中心位置作为参考坐标
4.定义两粘合面为接触类型为bond，将接触算法改为纯罚函数或者增广拉格朗日。


节选段落三：
5.定义Fracture，选择Contact Debonding模拟胶粘分离，并定义相应的CZM材料以及接触对（接触对为bond或者不分离）
6.定义边界条件，此处不再赘述。
注意：两个板的有侧面使用Fixed support，上板的左侧面使用Displacement，定义为2mm
7.求解设置
对于此类接触对一直处于变化的状态，因此采用较小的时间步长，避免发生接触对的颤振，系统力与能量不平衡，而导致不收敛。
8.求解完成，结果后处理
左侧为总位移，右侧为分离时的米塞斯应力
9.查看反力，发现胶层脱粘所产生的最大力为529.19N，如果小于此力的话，系统处于无法使胶层分离。