針對軸承在工作中出現裂紋并發生擴展的現象，現利用abaqus中的擴展有限元方法xfem進行模擬，詳細展示整個建模過程。

1 創建部件

分別創建軸承和預制的初始裂紋。軸承的內外圈和鋼球要這個創建，后面進行裝配。可以在abaqus中創建，也可從第三方軟件建好導入。

        

2 創建材料

只需線彈性參數及損傷參數，這里選用最大主應力失效準則，單位是t mm s類型的。

材料只需賦給軸承部件，預制裂紋不需要賦予材料屬性

3 創建裝配體

將裂紋裝配到軸承內圈的外表面，見圖中紅色區域，本例為微米級的裂紋，因此很小。可根據需要改變裂紋尺寸和位置。

4 分析步

創建靜力分析步，abaqus中xfem方法只能用于standard模塊，不能用于explicit模塊。

同時，最關鍵的一點，輸出xfem相關場變量，如果這個沒設置后面將看不到裂紋效果。

5 創建相互作用

這里進行裂紋的設置。

步驟為：special-crack-create-xfem

設置好xfem

并給球與內外圈分別創建接觸

設置裂紋擴展

6 常規的設置模型的邊界條件與載荷條件

7 劃分網格

8 提交作業計算

結果展示

可看到模型的受力與變形情況

裂紋及擴展情況

中間黑線即為擴展的裂紋，可見裂紋由外表面從尖端逐漸往內表面擴展，然后擴展至外表面部分，直至斷裂。

利用裂紋擴展斷裂可對零件的強度設計提供參考。

來源：ABAQUS學習筆記

作者：bdwang