基于ANSYS有限元软件裂纹扩展模拟
万方数据
万方数据
５６基于ＡＮＳＹＳ有限元软件裂纹扩展模拟
【鬈Ｉ２子模型有限几删韬幽
（ｐｌａｎｅ８２），如图１所示。模型中裂纹长度为１０ｍｍ，几何尺寸如图２所示。材料的弹性模量在２．０１７×１０５ＭＰａ上下变化，泊松比为ｏ．３。顶端从侧端的一端起在长度为２０ｍｍ的线上承受一２００Ｎ／ｍｍ的压力。侧端从距裂纹处１０ｍｍ开始在长度为２０ｎｌｍ的线上承受ｌｏｏＮ／ｍｍ的压力。这只是其中某一种状态，可以根据构件的实际受力状况，改变子模型的边界条件和受
匝墨巫巫匦圃
Ｉ得到应变能仞始值【，ｏ
’
图３ＡＮｓＹｓ二次ｔＨ：发模拟流程力状况。
３ＡＮＳＹＳ二次开发程序基本思路和模拟结果用上述的八ＮｓＹＳ二次开发的源程序对图１所示的子模型结构的疲劳裂纹扩展进行模拟，模拟流程见图３。由于模拟构件疲劳裂纹扩展从开始到失稳，裂纹扩展长度大，因而程序运行时间长。为此笔者只模拟了五步，模拟的结果见表１和图４。图４中的粗黑线为裂纹扩展路径。
表１疲劳裂纹扩展模拟所得的路径参数
（ａ）模拟一步裂纹扩展路径
（ｂ）模拟二步裂纹扩展路径
（ｃ）模拟三步裂纹扩展路径 万方数据
《化工装备技术》第２７卷第１期２００６年５７
（ｄ）模拟四步裂纹扩展路径
【ｅ）模拟止步裂纹扩展路径剧４订限厄模拟的裂纹扩展路径
（ａ）一步裂纹扩展竖Ａ疗向的应力云图（ｂ，二步裂纹扩腱竖Ａ方ｆ川的臆力西矧（ｃ）三步裂纹扩展悭直方向的应力云图
（ｄ）四步裂纹扩展竖＾力‘向的应ＪＪ云图
（ｅ）五步裂纹扩展竖直方向的应力云图
图５模拟裂纹扩展过程巾竖直方向的应力云图
４结束语
ＡＮＳＹＳ软件是一个功能非常强大的有限元计算软件，其本身又是一个开放型软件，可以进行二次开发。利用最大能量释放率作为判
断方向基准，笔者对ＡＮＳＹＳ进行二次开发，能动态地描述２Ｄ构件在复合加载状况下疲劳裂纹的扩展路径。对ＡＮｓＹｓ软件进行二次开发来模拟疲劳裂纹的扩展迄今未见报道。本文通过对２Ｄ构件疲劳裂纹扩展路径的模拟，为下一步３Ｄ构件的模拟打下了好的基础。
参考文献
１Ｗ０１ｆｇａｎｇＢｒｏｃｋｓ．Ｎｕｍ时ｉｃａＩｉｎｖｅｓ“ｇａｔｌｏｎｓｏｎｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉ～
ｃａｎｃｅｏｆＪｆｏｒｌａｒｇｅｓｔａｂｌｅｃｒａｄ‘ｇｒｏｗｔｈ．Ｅ“ｇｉｎｅｅｒｉ“ｇＦｒａｃ～ｔｕｒｅＭｅｃｈ．１９８９，３２：４５９～４６８
２杨庆生，杨卫．断裂过程的有限元模拟．计算力学学报，
１９９７，１４（４）：４０７４１２
３ＨｅｌｌｅｎＴ．０ｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｖｉｒｔｕａｌｃｒａｃｋｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ．Ｉｎｔ
ＪＮｕｍＭｅｔｈＥｎｇｎ，１９７５（９）：１８７—２０７
４傅祥炯，周岳泉．何字廷．疲劳裂纹扩展全寿命模型．第八届全国断裂学术会议论文集，１９９６：１５５～２５２
５０１１ｔｈｅ
ｅｎｅ。ｇｙ
ｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅａｎｄｔｈｅＪ—ｉｎｔ。ｇｒａｌｆｏｒ３一Ｄｃｒａｃｋｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｌｌｓ．ＩｎｔＪｏｕｒｎｏｆＦｒａｃｔｕｒｅ．１９８２，ｌ９：１８３～１９３６ＣｌａｙｄｏｎＰＷ．ＭａｘｉｍｕｍｅｎｅｒｇｖｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｒｏｍａｇｅｎｅｒａＩｉｚｅｄ３Ｄｖｉｒｔｕａｌｃｒａｃｋｅｘｔｅｎｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｅｎ～ｇｉｎｅｅ““ｇＦｒａｃｔｕｒｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，１９９２，４２（６）：９６ｌ～９６９７ＴｉｍｂｒｅｌｌＣ．ｅｔａ１．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｉｎｒｕｂ～ｂｅｒ．ＴｈｉｒｄＥｕｒｏＤｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅＭｏｄｅｌｓｆｏｒＲｕｂｂｅｒ．１５１７ＳｅＤｔｅｍｂｅｒ２００３Ｌｏｎｄｏｎ，ＵＫ．
（收稿日期：２００５一０７—２８） 万方数据
基于ANSYS有限元软件裂纹扩展模拟
作者：刘莎， 张芳
作者单位：刘莎(武汉铁路局武昌东站技术科)， 张芳(十堰东风商用车研发中心)
刊名：
化工装备技术
英文刊名：CHEMICAL EQUIPMENT TECHNOLOGY
年，卷(期)：2005,27(1)
被引用次数：8次
参考文献(7条)
1.Wolfgang Brocks Numerical investigations on the significance of J for large stable crack growth[外文期刊] 1989
2.杨庆生;杨卫断裂过程的有限元模拟[期刊论文]-计算力学学报 1997(04)
3.Hellen T On the method of virtual crack extensions 1975(09)
4.傅祥炯;周岳泉;何宇廷疲劳裂纹扩展全寿命模型 1996
5.On the energy release rate and the J-integral for 3-D crack configurat ions[外文期刊] 1982
6.Claydon P W Maximum energy release rate distribution from a generalized 3D virtual crack extension method[外文期刊] 1992(06)
7.Timbrell C Simulation of crack propagation in rubber 2003
本文读者也读过(7条)
1.俞树荣.严志刚.曹睿.陈剑虹有限元软件模拟裂纹扩展的方法探讨[期刊论文]-甘肃科学学报2003,15(4)
2.屠立群.孙伟明.蔡东海ANSYS参数化设计在裂纹扩展模拟中的应用[期刊论文]-化工装备技术2007,28(3)
3.谭金华钢桁架桥三维裂纹扩展数值模拟[期刊论文]-四川建筑2008,28(3)
4.屠立群基于ANSYS的16MnR钢疲劳裂纹扩展分析[学位论文]2007
5.屠立群.刘宝剑.蔡东海.TU Li-qun.LIU Bao-jian.CAI Dong-hai基于ANSYS软件的16MnR钢疲劳裂纹扩展分析[期刊论文]-轻工机械2010,28(3)
6.陶伟明.班勇婷.王慰军.杨兴旺.TAO Wei-ming.BAN Yong-ting.WANG Wei-jun.YANG Xing-wang一种裂纹扩展的有限元仿真分析方法及其实现[期刊论文]-力学季刊2009,30(4)
7.郁大照.陈跃良.蒋荟.段成美基于ANSYS的缺口和裂纹对结构应力分布影响有限元研究[期刊论文]-力学季刊2003,24(3)
引证文献(8条)
1.张强.梁义维.刘青康基于ANSYS的刮板输送机中部槽轨座故障诊断[期刊论文]-机械工程与自动化 2010(5)
2.胡殿印.王荣桥.邓俊基于有限元方法的裂纹扩展寿命预测[期刊论文]-机械强度 2009(2)
3.刘燕.易成.赵胜利混凝土劈裂实验及裂纹开展过程的数值模拟[期刊论文]-河北农业大学学报 2010(1)
4.谷拴成.苏培莉.韦正范.朱彬注浆孔壁劈裂判据及裂缝扩展的数值模拟[期刊论文]-西安科技大学学报 2008(2)
5.陶伟明.班勇婷.王慰军.杨兴旺一种裂纹扩展的有限元仿真分析方法及其实现[期刊论文]-力学季刊 2009(4)
6.刘一华.陈继光I-II复合型V型切口脆性断裂的数值模拟[期刊论文]-合肥工业大学学报（自然科学版） 2008(4)
7.王建国.李璐.王连庆.王红缨Ⅰ-Ⅲ型复合加载下铝合金疲劳裂纹扩展速率[期刊论文]-北京科技大学学报
2011(6)
8.班怀国悬臂式力矩器高频动态特性研究[学位论文]硕士 2007
本文链接：https://www.wendangku.net/doc/0716635390.html,/Periodical_hgzbjs200601017.aspx