基于ANSYS的裂紋尖端應力強度

a 裂紋尖端應力強度KI研究的意義

b 裂紋尖端KI的計算方法

c 裂紋尖端應力奇異性處理

d ANSYS計算過程及結果

1、裂紋尖端斷裂力學參數研究意義

 v   隨著現代高強材料和大型結構的廣泛應用，一些按傳統強度理論和常規方法設計、制造的產品，發生了不少重大斷裂事故。   v20世紀50年代，美國北極星導彈固體燃料發動機發射時發生低應力脆斷。 v1965年，英國某大型合成塔在水壓試驗時斷裂成兩段。   事故調查發現 →斷裂起源于構件中裂紋

 va 傳統的強度理論  

 缺陷：傳統強度理論并沒有考慮材料中是否有缺陷，對有缺陷的材料，對其安全可靠性不能做出正確的判斷。  

b  v工程中常見的幾種裂紋  

K反映了裂紋尖端應力場的強弱程度

c K斷裂準則

   為材料的斷裂韌性

(1)確定含裂紋構件的臨界載荷。G，a，KIC → Fc

(2) 確定裂紋的極限尺寸。G，F，KIC → a  

(3)  確定帶裂紋構件的安全性。

2、裂紋尖端KI的計算方法

 解析法  

f(a,w,…)為幾何修正系數   

缺陷：適用于幾何簡單的板類，桿類，梁類構件；對于較復雜得構件，無法得到正確的解析解 。  

結論：

 v驗證了1/4節點處理裂紋尖端奇異性是可以的。 v

在數值法計算中，隨著平板尺寸的增大， KI 的值 逐漸接近于解析值。