cohesive zone是什麼意思，cohesive zone的意思翻譯、用法、同義詞、例句

常用詞典

軟熔帶；[力] 内聚區

例句

The cause of flate cohesive zone is analyzed.

分析平坦型軟融帶的成因。

The cohesive zone is of W type in normal operation.

正常生産時，該高爐軟熔帶形狀是“W”型。

Then, by means of the energy balance relation, a new cohesive stress law of Mode I crack is obtained which is only concerned with the surface energy density within the cohesive zone.

然後，利用能量平衡關系，得到僅與表面能密度相關的I型裂紋内聚力新的本構方程。

Nonlinear fracture behaviors of concrete materials are mainly caused by the cohesive stress along the fracture process zone.

混凝土裂縫端部斷裂過程區的粘聚力分布是導緻混凝土斷裂呈現非線性特性的重要原因。

專業解析

在材料科學與斷裂力學領域，Cohesive Zone（内聚區）指材料裂紋尖端附近的一個理論模型區域，該區域通過内聚應力抵抗分離，用于描述材料斷裂過程中的非線性行為。其核心概念是将材料抵抗斷裂的能力抽象為裂紋面之間的牽引力-分離關系（traction-separation law）。以下是詳細解釋：

一、術語定義與物理意義

"Cohesive"（内聚性）
指材料内部粒子間的相互吸引力，使材料抵抗分離的特性。在斷裂力學中，表現為裂紋擴展前材料在微小區域内通過原子/分子鍵維持連續性（來源：Cambridge Dictionary, cohesive 詞條）。
"Zone"（區域）
指裂紋尖端前方一個有限尺度（通常為微米級）的假想區域，此處材料因塑性變形、微裂紋或分子鍵斷裂等過程消耗能量（來源：Wikipedia, Fracture mechanics）。

合成定義：

Cohesive Zone 是斷裂力學中模拟材料漸進式損傷的理論邊界層，通過定義應力隨裂紋張開位移變化的規律（如線性、指數或多項式模型），量化材料抵抗裂紋擴展的能力（來源：Elsevier, Engineering Fracture Mechanics 期刊）。

二、關鍵特性與數學模型

内聚律（Cohesive Law）：
描述内聚應力（σ）與裂紋面分離距離（δ）的函數關系。常見模型包括：
- 雙線性模型：適用于脆性材料；
- 指數模型：用于金屬或聚合物；
- 梯形模型：模拟複合材料界面失效（來源：Springer, Computational Materials Science）。
關鍵參數：
- 内聚強度（$sigma_{max}$）：應力峰值；
- 臨界分離距離（$delta_c$）：材料完全斷裂時的位移；
- 斷裂能（$G_c$）：應力-位移曲線下面積，即單位面積斷裂能耗。

$$ G_c = int_0^{delta_c} sigma(delta)ddelta $$

三、應用場景

有限元仿真（Cohesive Zone Model, CZM）
在ABAQUS、ANSYS等軟件中嵌入内聚單元，預測複合材料分層、焊接界面失效或混凝土開裂。

生物力學
模拟骨骼或軟組織損傷，如韌帶撕裂的漸進過程。

微電子封裝
分析芯片-基闆界面在熱循環下的脫層風險。

權威參考文獻

Cambridge Dictionary - Cohesive 定義
dictionary.cambridge.org/cohesive

Wikipedia - 斷裂力學中的内聚區概念
en.wikipedia.org/wiki/Cohesive_zone_model

Elsevier - 工程斷裂力學綜述
doi.org/10.1016/j.engfracmech.2003.09.012

Springer - 計算材料學模型應用
doi.org/10.1007/s00466-015-1210-x

網絡擴展資料

Cohesive Zone（内聚區/粘聚區）是材料科學和工程力學中的重要概念，主要用于描述材料斷裂前發生微小分離的局部區域。以下是綜合解釋：

1.基本定義

詞義構成：
- Cohesive（形容詞）：源自“cohesion”，表示“内聚的、有結合力的”，指物質内部粒子間的相互吸引力。
- Zone（名詞）：指“區域、地帶”，在工程中常指特定物理或力學行為的空間範圍。
- 組合含義：材料在斷裂前因内聚力作用形成的微小分離區域。

2.技術背景

應用領域：
常見于斷裂力學、複合材料分析，用于模拟裂紋擴展過程（如金屬、混凝土、高分子材料的斷裂行為）。
模型原理：
通過内聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM），該區域内的應力隨裂紋開口位移增加而逐漸下降，直至完全斷裂（圖1）。數學上常用本構關系描述，例如：
$$ sigma = f(delta) $$
其中，σ為應力，δ為位移。

3.實際建模方法

單元實現：
在有限元分析中，需在潛在裂紋路徑預置cohesive單元，通過定義材料的斷裂能、峰值應力等參數模拟分層或開裂。
其他應用：
如冶金領域，高爐中的“軟熔帶”（Cohesive Zone）指礦石軟化熔融的區域。

4.核心特點

優勢：與傳統線彈性斷裂力學相比，CZM能更真實反映裂紋尖端非線性行為，避免奇異性問題。
關鍵參數：包括内聚強度（峰值應力）、臨界斷裂能（分離所需能量）和本構曲線形狀（如雙線性、指數型）。

如需進一步了解具體模型公式或工程案例，可參考材料力學教材或有限元分析工具（如Abaqus）的官方文檔。

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