一种基于损伤机制的刻痕膜片断裂行为数值计算方法

针对刻痕膜片结构的断裂问题,提出了一种适合拉剪混合断裂模式修正的(Gurson-Tvergaard-Needleman, GTN)模型,在屈服势中使用孔洞体积分数和剪切损伤变量分别表征拉伸和剪切损伤机制引起的材料刚度下降及失效过程,建立了两个损伤参数率形式的累积方程。基于ABAQUS的用户子程序开发出双损伤变量GTN损伤材料本构,对刻痕膜片的破裂过程进行计算分析,得到了破裂压力的精确计算值。借助于软件的失效单元删除功能,模拟出了裂纹在刻痕膜片中的萌生、扩展以及最终断裂过程。与试验结果的对照表明,模型能够准确模拟出刻痕膜片的破裂压力及断裂过程,可广泛用于模拟拉剪混合载荷模式下的韧性金属断裂过程。