一种考虑界面相物性影响的界面单元法

来源：计算力学学报杂志2019年第5期北京时间：

作者：夏日,许金泉

单位：上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院, 上海 200240,上海交通大学 船舶海洋与建筑工程学院, 上海 200240

摘要：界面是由复杂的界面相简化而成的，界面破坏实际是界面相材料的破坏。数值计算为了方便，如经典模型和内聚力模型等，都把很薄的界面相作无厚度化处理。导致只能考虑界面的面力，而无法考虑界面相内的应力（平行于界面方向的应力）。使界面失效准则先天性地排除了界面相内部应力的影响，从界面相材料失效机理的角度来看这是不够严谨的。本文将界面相材料等效为一种弹性连续体，由界面本构关系推导得到了一种新的界面单元。该单元具有界面参数易确定、对界面相物性可以进行等效描述等优点。通过商用有限元软件ABAQUS和用户子程序UEL实现了数值分析，并与直接物理模型的数值模拟结果进行对比，证明了本方法的简便及准确性。通过对不同界面相厚度结构的进一步分析，探讨了本文方法的可行范围。

关键词：结合材料,界面模型,界面单元,有限元,数值模拟,

基金资助：国家自然科学基金（11772189）资助项目.