Abaqus2020 cohesive单元只能传热 不能删除？非也非也

0.前言

上一个帖子做了abaqus2020新添COH2D4T单元在热力耦合作用下 界面脱粘教程，但总有人咨询COH2D4T单元为什么不能被删除？对此已解答过，答案是 显示（视觉上）不删除，当SDEG达到了1后完全失去了承载能力，具体请看COH2D4T单元在热力耦合界面脱粘中的应用

为了进一步验证，下面做一个对比分析COH2D4、COH2D4T的案例，具体情况如下：

1、在两个单元之间嵌入cohesive单元，类型包括COH2D4、COH2D4T

2、施加拉伸及剪切载荷至cohesive单元失效，之后反向加载

3、cohesive单元参数及模型边界等请看下图

cohesive单元参数

下边界固定，上面单元施加拉伸及剪切载荷：先加载后卸载

1. COH2D4 单元分析结果

众所周知，COH2D4单元是可以被删除的，采用静力通用分析步，按照上述条件得到了如下结果：

最后状态：

即cohesive单元失效后被删除，而卸载时由于没添加接触，上下两个单元直接穿透。为了表征cohesive单元被删除后其他单元接触的可能性，增加通用接触，计算结果如下：

最后状态：

由此可见，如果cohesive单元被删除，将生成新的面，因此添加通用接触很好地模拟了其他单元的接触。

下面在相同情况下（仅把分析步改为 热力耦合），对COH2D4T单元进行分析。

2.COH2D4T 单元分析结果

先加载后卸载，所得到的计算结果如下：

最后状态：

由上图可见，虽然COH2D4T没有删除，但计算结果跟COH2D4单元结果是一样的，进一步说明不被删除 只是 显示（视觉）问题。

此外，如果COH2D4T单元没有失去作用，那么上下两个单元无法生成新的面，即通用接触不起作用，此时应该出现穿透现象，但上述计算中并没有，说明上下单元生成了新的面，从而使通用接触很好地模拟了其他单元的接触。

有人可能会说cohesive单元压缩状态下不起作用，那么如果在上述状态下，继续加载会得到什么结果：

如果COH2D4T起到作用，其应力时间曲线应该长这样：

但是，实际情况并非如此：

第一次加载-卸载结束后的状态：

第二次接在结束后的状态：

现在非常清楚了，cohesive第一次达到失效条件后，接下来的情况下 其应力一直为0，进一步说明COH2D4T虽然看起来一直在，其实早已失去了承载能力，跟删除没什么区别。

3.个人观点

那么为什么COH2D4T单元即使完全失效 也不删除，为什么要保留呢？

个人认为，COH2D4T在厚度方向传热过程中是有温度梯度的，请看下图。此外，当COH2D4T达到了被删除的条件后，它还能传热（跟热属性设置有关），如果直接把它删除，就无法观测温度梯度变化，因此我认为不把它删除反而更好，因为只是在显示上不删除不仅不影响 计算结果，还能继续观测 热传导变化过程。

以上仅代表个人观点，欢迎咨询讨论：QQ180280578,微信 allisforA

4.  2021.04.06 更新补充

之前验证时仅考虑了cohesive单元完全失效的情况，如果cohesive单元不完全损伤，发生了损伤但还未达到完全被删除的阈值，即SDEG还未达到1时 结论如何呢？

首先是COH2D4单元加载-卸载情况：

 最终状态： COH2D4单元在反向加载时发生穿透，类似反向拉伸

 最终状态： COH2D4T单元在反向加载时发生穿透，类似反向拉伸

结论是一样的，由上述算例可知，相同情况下COH2D4T表现几乎一样。

基于实际应用考虑，cohesive不会出现上图所示反向拉伸情况，因此需要考虑添加适当的接触以防止出现上述情况。

附件包括上述案例的inp及CAE文件