CZone分析
产品：Abaqus软件/Explicit Abaqus软件/CAE
参考资料：
“*挤压应力
*挤压应力速度系数
*表面属性分配
CZone挤压应力
前进保险
壳牌元素
概述
CZone for Abaqus软件是一个Abaqus软件/Explicit功能，它集成了材料、单元和接触建模方面，以模拟由于与其他物体接触而导致的层压复合材料的破碎。
用于Abaqus软件的CZone功能：
l 要求在材料定义中对可能遭受压碎的部件规定“压碎应力”
l 要求使用壳单元来模拟可能遭受挤压的薄部件;
l 使用一般接触来模拟接触的相互作用;
l 基于对底层材料的考虑，限制接触应力;
l 避免了由于限制接触应力而可能发生的与活动破碎区中的深度点状区域的非物理接触;以及更
l 由于压缩而触发元素删除。
在某种程度上，这一能力使用了Engenuity有限公司开发的方法
介绍
复合材料在汽车、飞机、船舶、军事和其他设备中的使用要求复合材料在正常载荷和极端条件下的可预测行为。例如，复合材料汽车车身板的能量吸收和破坏，因为他们被压扁，有助于保护车辆的乘员在事故中。图1所示为用于吸收冲击能量的矩形截面圆锥体。在试验过程中，大部分复合材料圆锥体破碎，使试验雪橇停下来。图1还显示了实验结束时圆锥体的一小部分仍然完好无损。
图1：平锥试验装置(左)和试验完成时的平锥样品(右)(由Engenuity有限公司提供)
复合材料的压碎行为是一个复杂的有限元分析问题，通常不能用传统的模拟金属构件的破坏机制来描述。复合材料中的材料层、增强体和层间粘结各有不同的破坏特征。复合材料的承载能力由复合材料的局部屈曲、剪切、分层和最终破坏所控制。当材料被压碎时，它会在一个被称为压碎前沿或压碎区的损坏区域中继续传递应力，该区域紧邻复合材料和正在压碎它的物体之间的撞击点。 不是所有的材料都可以粉碎。物理测试是必要的，以确定是否可以粉碎的材料和其行为的特点，而被粉碎了。
CZoneforAbaqus软件集成了材料、单元和接触算法来模拟连续破碎行为。图2比较了与图1相关的实验的雪橇加速历史。实验和仿真加速度曲线吻合较好，仿真结果比实验数据平滑。传统的材料损伤和有限元分析的单元失效机制往往会产生破碎现象的噪声加速度和应力解，这是由于单元失效的顺序，然后是短时间的不接触，直到破碎体的其他单元受到冲击。与CZone方法不同，传统方法通常低估了与破碎相关的能量吸收。
图2：用于Abaqus软件仿真和实验的CZone雪橇加速历史。
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