ABAQUS為材料失效提供了一個通用建模框架，其中允許同一種材料應(yīng)用多種失效機制。材料失效就是由材料剛度的逐漸減弱而引起的材料承擔載荷的能力完全喪失。剛度逐漸減弱的過程采用損傷力學(xué)建模。

為了更好地了解ABAQUS中失效建模的功能，考慮簡單拉伸試驗中的典型金屬樣品的變形。如圖所示，應(yīng)力應(yīng)變圖顯示出明確的階段劃分，材料變形的初始階段是線彈性變形（a-b），之后隨應(yīng)變的增加，材料進入塑性屈服階段（b-c）。超過c點后，材料的承載能力顯著下降直到斷裂（c-d）。

最后階段的變形僅發(fā)生在樣品變窄的區(qū)域。c點表明材料損傷開始，也被稱為損傷開始的標準。超過這一點之后，應(yīng)力應(yīng)變曲線由局部變形區(qū)域剛度減弱進展決定。根據(jù)損傷力學(xué)可知，曲線c-d可以看成c-d'的衰減，曲線c-d'是沒有損傷的情況下，材料應(yīng)遵循的應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律曲線。

因此，在ABAQUS中 ，失效機制的詳細說明里包括四個明顯的部分：

材料無損傷階段的定義（a-b-c-d'）；

損傷

開始的標準（c點）；

損傷發(fā)展演變的規(guī)律（c-d）；

單元的選擇性刪除，因為一旦材料的剛度完全減退就會有單元從計算中移除（d點）。

網(wǎng)格依賴性

在連續(xù)介質(zhì)力學(xué)中，通常是根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系建立材料的本構(gòu)模型。當材料表現(xiàn)出導(dǎo)致應(yīng)變局部化的應(yīng)變軟化行為時，有限元分析的結(jié)果帶有強烈的網(wǎng)格依賴性，能量的耗散程度取決于網(wǎng)格的精簡程度。在ABAQUS中所有可使用損傷演化模型都使用減輕網(wǎng)格依賴性的公式。這是通過在公式中引入特征長度來實現(xiàn)的，特征長度作為一個應(yīng)力位移關(guān)系可以表達本構(gòu)關(guān)系中的軟化部分，它與單元尺寸有關(guān)系。

在此情況下，損傷過程中耗散的能量不是由每個單位體積衡量，而是由每個單位面積衡量。這個能量值作為另外一個材料參數(shù)，用來計算材料發(fā)生完全損傷時的位移。這是與材料斷裂力學(xué)中臨界能量釋放率的概念一致的。此公式確保了合適能量的耗散以及最大程度減輕網(wǎng)格的依賴。