Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機裂紋

基本模型如下,在綠色表面分別建立半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)和隨機裂紋(Arbitrary Crack)進行計算:

Snipaste_2020-05-29_17-06-22.png

一、半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)

1、建立局部坐標系如下圖,注意x軸指向裂紋深度方向,z軸指向裂紋長度方向:

Snipaste_2020-05-29_17-06-42.png

2、添加半橢圓裂紋

選中Model單擊工具欄Fracture即可添加裂紋功能如下圖:

Snipaste_2020-05-29_17-09-23.png

右擊Fracture->Insert->選擇Semi-Elliptical Crack添加半橢圓裂紋如下圖:

Snipaste_2020-05-29_17-02-32.png

3、半橢圓裂紋參數設置及說明

Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機裂紋的圖5

4、網格設置及劃分

單元階數設置為二階如下圖:

Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機裂紋的圖6

單元形狀設置為四面體如下圖:

Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機裂紋的圖7

右擊選擇Generate All Crack Meshes生成網格如下圖:

Snipaste_2020-05-29_17-14-09.png

Snipaste_2020-05-29_17-15-08.png

5、加載

底面施加固定約束,頂面施加拉力10000N如下圖:

Snipaste_2020-05-29_17-53-22.png

6、查看計算結果

除查看變形、應力等結果外,可以添加Fracture Tool查看裂紋尖端強度因子如下圖:

Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機裂紋的圖11

Fracture Tool選擇Semi-Elliptical Crack如下圖:

Snipaste_2020-05-29_23-06-29.png

應力強度因子結果如下圖:

Snipaste_2020-05-29_22-57-55.png

二、隨機裂紋(Arbitrary Crack)

1、建立裂紋體如下圖中Surface Body:

Snipaste_2020-05-29_16-57-50.png

2、建立局部坐標系如下圖,注意x軸指向裂紋深度方向,z軸指向裂紋長度方向:

Snipaste_2020-05-29_16-58-41.png

3、添加隨機裂紋

隨機裂紋的形狀不固定,這里做成了長方形。

選中Model單擊工具欄Fracture即可添加裂紋功能如下圖:

Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機裂紋的圖16

右擊Fracture->Insert->Arbitrary Crack即可添加隨機裂紋如下圖:

Snipaste_2020-05-29_17-04-56.png

4、隨機裂紋參數設置

Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機裂紋的圖18

5、網格設置及劃分

單元階數設置為二階如下圖:

Snipaste_2020-05-29_16-49-00.png

單元劃分方式設置為四面體如下圖:

Snipaste_2020-05-29_16-51-55.png

右擊選擇Generate All Crack Meshes生成網格如下圖:

Snipaste_2020-05-29_17-14-09.png

Snipaste_2020-05-29_17-58-07.png

6、加載

底面施加固定約束,頂面施加拉力10000N如下圖:

Snipaste_2020-05-29_17-59-21.png

7、查看計算結果

除查看變形、應力等結果外,可以添加Fracture Tool查看裂紋尖端強度因子如下圖:

Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機裂紋的圖24

Fracture Tool選擇Arbitrary Crack如下圖:

Snipaste_2020-05-29_23-15-02.png

應力強度因子結果如下圖:

Snipaste_2020-05-29_22-59-12.png

三、總結

針對以上兩種裂紋生成方式需要注意以下幾點:

1、局部坐標系是必須的,且x軸指向裂紋深度方向,z軸指向裂紋長度方向;

2、網格劃分必須是二階單元且單元形狀為四面體;

3、通過右擊Fracture或其下級功能生成裂紋網格。

以下為付費內容

案例文件(版本:ansys18.2)

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