midas界面单元参数取值说明

midas FEA Technique Data Series

技术资料– 界面单元参数取值说明

一般最大裂缝应变在10e-4－10e-3量级。离散裂缝模型中的线性软化参数与此相同。

用户在进行界面单元模拟时，界面单元参数一般由试验得到，如果没有提供的参数，甚至需要不断的修改参数，然后对结果判断这样的重复过程来选择合适的界面单元参数。所以取值需要用户不断模拟得到的经验，我们也整理了一些界面参数取值方面的资料，仅供参考。

1．法向刚度模量Kn和切向刚度模量Ks：

Kn，Ks应该根据试验确定，Kn，Ks 应该足够大以不致引起过大的穿透，但又不应该大到导致刚度矩阵病态而收敛性变差。ansys用户手册上介绍接触面参数时，建议一般可取接触面两侧弹性模量较小值的10倍，由于这个参数取值确实没有太多经验，一般还是用建议的10倍刚度的方法，当然，如果有试验，那么最好通过试验反分析的方法来确定参数。一般来说，Ks比Kn小1～3个量级，推荐Ks＝Kn/100。

2．粘结滑动界面单元参数

采用粘结滑动模型时，切向力和切向位移之间关系为非线性，法向为线性（采用输入的法向刚度模量）。

三次方程：c推荐取为抗拉强度，（临界）剪切滑动值推荐取为0.06mm 幂次法则：DIANA例中a取为0.38*立方体抗压强度；b取为0.18，剪切滑移量取为0.0001

3．库仑摩擦界面单元参数

库仑摩擦界面单元参数与D－P的参数一样，分别为内聚力、摩擦角、膨胀角，内聚力一般在1KPa-200KPa之间，摩擦角一般在几度到二十几度，大的可以达到40度左右，比如煤的摩擦角就有38度左右。膨胀角是针对土的剪切膨胀性能设定的用来控制体积膨胀大小的参数，对于压实的颗粒状材料，当材料受剪时颗粒会发生膨胀，如果膨胀角为0，则不会发生体积膨胀，如果膨胀角=摩擦角，则会发生严重的体积膨胀。一般是现场采样试验得到得，如果得不到，膨胀角可设为0。如果膨胀角和摩擦角相同则为关联流动法则，不相同则为非关联流动法则。膨胀角的存在使计算更为复杂。

4．膨胀裂缝界面单元参数

输入的抗压强度为立方体抗压强度。

采用脆性模型时需输入初始临界裂缝宽度，达到这个宽度后激活膨胀裂缝模型，DIANA例题取为0.009mm；采用线性软化模型时需输入断裂能，断裂能决定了软化曲线下方面积的大小，与抗拉强度，最大裂缝应变有关:

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