认证主体：刘**（实名认证）
IP属地：天津
下载本文档
1、在断裂模型中最重要的区域，是围绕裂纹边缘的部位。裂纹的边缘，在2 D 模型中称为裂纹尖端，在3 D模型中称为裂纹前缘。如图1 0- 1 0 9所示。r是裂纹尖端到该点的距离，裂纹尖端处的应力与应变是奇异的，随 1/、. r变化 为选取应变奇异点，相应的裂纹面需与它一致，围绕裂纹顶点的有限元单元应该 是二次奇异单元，其中节点放到1 /4边处。图10-11 0表示2 D和3 D模型 的奇异单元。PLANE 推（句® 2-D models 皿土D moJek图 10-110对2 D断裂模型推荐采用PLANE 2单元，其为六节点三角形单元。围绕裂纹尖端的第一行单元，必须具有奇异性，如图1 0
2、 -110 (a)所示°PREP 7中K SCON命令 (M用于指定关键点周围的单元大小，它特别适用于断裂模型。 本命令自动围绕指定的关键点产生奇异单元。命令的其他选项可以控制第一行单元的半径，以及控制周围的单元数目等，图1 0- 1 1 1显示用 KSCON 命令产生的断裂模型。图 10-111建立2 D模型的其他建议：尽可能利用对称条件。在许多情况下根据对称或反对称边界条件，只需要模拟裂纹区的一半，如图1 0 - 1 1 2所示。conditionsAn|i-$ymmetry boundary conditions图 10-112为获得理想的计算结果,尖端的第一行单元，其半径应该
3、是八分之一裂纹长或更小。沿裂纹周向每一单元最好有3 0°4 0°。裂纹尖端的单元不能有扭曲，最好是等腰三角形。3 D断裂模型3 D模型推荐使用的单元类型为二十节点块体单元S O L I D 9 5 ,如图所示。围绕裂纹前缘的第一行单元应该是奇异单元。这种 单元是楔形的，单元的KLPO面退化成KO线。 产生3 D断裂模型要比2 D模 型复杂，K S CON 命令不能用丁3 D模型，必须保证裂纹前缘沿着单元的K O边。建立3 D断裂模型的建议如下：推荐的单元尺寸与2 D模型一样。 此外在所有的方向上，单元的相邻边之 比不能超过4 ： 1。在弯曲裂纹前缘上，单元的大小取决丁局部曲
4、率的数值。 例如，沿圆环状 弯曲裂纹前缘，在1503000的角度内至少有一个单元。所有单元的边(包括在裂纹前缘上的)都应该是直线。1 0 . 4 . 2计算断裂参数在静态分析完成后，可以通过通用后处理器POST 1来计算断裂参数，如前面提到的应力强度因子、J积分及能量释放率等。应力强度因子用 POST1 中的KCALC命令(Ma in Menu>Gene ral Po s tp roc>Noda ICa 1 c s>St re s s Int Factr)计算复合型断裂模式中的应力 强度因子(KI, KU, KID)。该命令仅适用丁在裂纹区域附近具有均匀的各 向同性材料的线弹
5、性问题。使用 KCAL C命令的步骤如下：(1 )定义局部的裂纹尖端或裂纹前缘的坐标系，以 X轴平行丁裂纹面 (在3 D模型中垂直丁裂纹前缘)，Y轴垂直丁裂纹面，如图1 0-11 3所示。 注意：当使用KCALC命令时，坐标系必须是激活的模型坐标系CSYS和结果坐标系R S Y S。命令：L OCAL (或 CLOCAL, CS, CSKP 等)GUI: Uti 1 i ty Menu>WorkPl ane>Loca 1 Coordi n ate Systems>Create Local CS>At Speci f iedLoc(2)定义沿裂纹面的路径，应以裂纹尖端作为
6、路径的第一点。 对丁半个裂 纹模型而言，沿裂纹面需有两个附加点，这两个点都沿裂纹面；对丁整体裂纹模 型，则应包括两个裂纹面，共需四个附加点，两个点沿一个裂纹面，其他两个点 沿另一个裂纹面。图10 - 1 1 4给出了 2 D模型的情况。命令：PATH, PPATHGUI: Ma i nMenu>Gene ra 1 Postp roc>Path Ope rat i ons>De f i nePath(3 )计算 KI, Kn, Km, KCAL C命令中的 KP LAN 域用丁 指定模型是平面应变或平面应力。 除了薄板的分析，在裂纹尖端附近或其渐近位 置，其应力一般是考虑为平面
7、应变。KCSYM域用来指定半裂纹模型是否具有对称边界条件、反对称边界条件或是整体裂纹模型。命令：KC AL CGUI: Ma i nMenu>Gene ra 1 Postproc >N o da 1 Calcs>Stress Int FactrJ积分J积分的最简单形式，可以定义为与路径无关的曲线积分，它能度量裂纹尖 端附近的奇异应力和应变的强度。下面的公式是2 D情况下的定积分表达式。它 假定裂缝位丁总体直角坐标平面，而X轴平行丁裂缝。J f Wdy - f "匹+ t也）小J f, 厂 crj- 3 ay* f r式中r围绕裂纹尖端的任意积分路径=W应变能招度（单
8、位体积的应变能）；I, 沿X轴的牵拉力向总:Q/心+ <FrVrt v；iv沿Y轴的牵拉力向,cjyt 丁 +久热；°应力分站；H 路径r的单位外法向矢最分量；H位移矢量；X路径r的即离，2D模型计算J积分的步骤,（1）读入所要的结果，命令：SETGUI： Main Mcnu>（icncral Posiproc>First Set（2）存储每个单元的应变能和体积，命令：EIABLECiU: Main MenuGeneral PoslproeElemcnI TableDefine Table G）计算每个单元的应变能说度，命令：SEXP（rUIt Main Menu
9、> General Pastp roc > Elanent Table > Exponentiate （4）定义线积分路径见图10-115和10-116.（5）将步驿（1）存储在单元表中的应变能密度映射到积分路径上。命令：PDEFGUI： Main Menu>General Postproc>Path O|）erations>Map Onto Path（6）对总体Y轴积分。命令：PCALCGUI： Main Menu>General Postproc>Path Oi）crations> Integrate（7）将积分的最后值赋值给一个参数。
10、命令：关 GET, NAME, PATH, LAST（JUI： Utility Menu>Parameters>（Jet Scalar Data（8）将应力分StSX、SY和SXY映射到积分路径上。命令：PDEF(；UI： Main McnuXJcncral Postproc>Path ()i)crations> Map Onto Path(9)定义路径法向量。命令：pvEcrGUI： Main McnuXJcncral Postprcx?>Path （）erations>Unit Vector（10）计算TX和TY°命令：PCALC（JUI： M
11、ain McnuXJcncral Postproc>Path （）i）crations>operation（11）沿X轴的正方向和负方向路径移动一小段距离，计算位移向量的导数（如缶 和心"这涉及到下面的步骤（如图10-117所示）。468计算路径移动的距离DX。一般情况下取为路径总长度的1%。可以通过 下面的命令得到路径的总长度。*GET, Name, PATH, LAST , S沿X轴的负方向移动 DX/2距离PCALC , ADD , XG , XG ,东西、2,将UX和UY映射到路径上PDEF，取名为UX1和UY1。沿X轴的正方向移动DX/2距离（即从原点处移动 D
0/150
联系客服
本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接被用户下载，本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私，请立即通知人人文库网，我们立即给予删除！