搜索基于ANSYS的平行双裂纹断裂分析
2017-03-27 by:CAE仿真在线 来源:互联网
1引言
传统力学理论是长期以来在工程上对构件强度或结构强度进行计算的方法。它以材料力学、结构力学为基础,假定材料为均匀的连续体(避开客观存在的缺陷和裂纹),计算时只要工作应力不超过允许应力,就认为构件或结构是安全的。这种计算理论已有100多年的历史,它在过去的工程实际中发挥了重要的作用。
但是,工程中的一系列的“低应力脆断”事故的发生,动摇了上述的观点,为什么在工作应力远低于材料的屈服强度时就会破坏呢?人们通过观察和研究,发现低应力脆断的主要原因是实际构件中存在着各种缺陷和裂纹,所有低应力脆断事故的发生根源于这些存在于材料中原有的微小裂纹或缺陷。这一发现使人们认识到必须对含裂纹体作进一步的研究,对微小裂纹作进一步的分析。断裂力学就是在这种情况下产生和发展起来的。
对于线弹性材料利用应力强度因子作为材料失效的判据,对弹塑性材料利用J积分做为材料失效的判决。计算应力强度因子有很多种方法,如有限单元发,边界元法等,有限单元法能够处理比较复杂的边界,因此得到了广泛的应用。本文利用ansys作为计算工具,采用奇异单元计算平行双贯穿裂纹的应力强度因子,并讨论的了平行裂纹间距对其应力强度因子的影响。
2、建立模型及计算理论
图2平行双裂纹有限元模型及裂纹及裂纹尖端编号
图3裂纹尖端的有限元模型
本文使用8节点plane183单元模拟裂纹尖端的奇异性,其相关的计算理论如下所述:利用有限单元法计算裂纹的应力强度因子的时候,位移法比应力法的精度较高,因此本文采用位移法来计算裂纹尖端处的应力强度因子。在裂纹尖端处的局部建立如图1所示的坐标系:
3、结果
图5 L1=0.15;H2=0.08时等效应力云图
图6 L1=0.10;H2=0.08时等效应力云图
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