2. 虚拟裂缝模型

虚拟裂纹模型以Hillerborg虚拟裂纹模型为重要基础。如图3所示，在虚拟裂纹模型中，断裂过程区由2个尖端确定：物理尖端和数学尖端。物理尖端处粘聚力为零，数学尖端是材料断裂过程区与连续区域的分界点，其应力等于材料的强度。断裂过程区粘聚力从数学尖端到物理尖端是裂纹张开位移的递减函数。

该模型的基本思想是：裂缝区内应力小于材料抗拉强度值时裂缝不扩展，当裂缝区应力达到材料抗拉强度值后裂缝产生，形成的虚拟裂缝并不像真的裂缝那样完全脱开，而是相互之间仍有应力作用，裂纹面上的粘聚力随着裂纹张开度的增加而减小。裂纹张开的过程中需要克服粘聚力做功，因此要吸收一定的能量。常用的粘聚本构模型有线性型、双线性型、三线性型、指数型等。扩展有限元方法采用内置的塑性损伤本构模型来描述这种非线性行为。