01 本文暫只涉及2-D斷裂模型，所用單元為PLANE183。

02 裂紋用線表示，裂紋尖端的應力梯度很大，此處的單元不僅僅要細化，而且要使用奇異單元

---

例一（位移外插法求應力強度因子）

問題描述:平面應變板中間有一個橢圓孔，且孔的長軸方向存在裂紋，如圖:

有限元模型：

FINISH$/CLEAR

!units mm-kg-N

/PREP7

L=10$H=8$A=2$B=1$PRE=0.5

ET,1,PLANE183,,,2

MP,EX,1,2E5

MP,PRXY,1,0.25

!

K,1,A,0$K,2,L,0$K,3,L,H

K,4,0,H$K,5,0,B$K,6,A/2,3*B/4

K,7,3*A/4,0

L,1,2$L,2,3$L,3,4$L,4,5

LESIZE,ALL,,,20

!長邊在一起，用段數控制單元尺寸

L,7,1$SPLINE,5,6,7,,,,1,0,0,0.5,-0.866,0

ESIZE,0.1

!短邊在一起，用長度控制單元尺寸

ALLSEL

AL,1,2,3,4,5,6,7

KSCON,1,0.02

!裂紋尖端細化，并為奇異單元

AMESH,1

邊界條件：

DL,1,1,SYMM

DL,4,1,SYMM

SFL,3,PRES,-PRE

求解：

/SOLU

ANTYPE,0

SOLVE

后處理：獲取應力強度因子。

/POST1  

P1=NODE(3*A/4,0,0)

PATH,KI_PATH,3,,48

PPATH,1,1

PPATH,2,317

PPATH,3,313

KCALC,,,1

*GET,KI,KCALC,,K,1

*GET,P1_UY,NODE,P1,U,Y

*STATUS

---

例二（交互積分法求應力強度因子）

問題描述:如上。

有限元模型：如上。

邊界條件：如上。

定義交互積分法：

NSEL,S,LOC,X,A

NSEL,R,LOC,Y,0

CM,CTIP,NODE

CINT,NEW,1

CINT,TYPE,SIFS

CINT,CTNC,CTIP

LOCAL,11,0,A,0

CINT,NORM,11,2

CINT,NCON,6

CINT,SYMM,ON

ALLSEL

求解：如上。

后處理：獲取應力強度因子。

/POST1

*GET,K,CINT,1,CTIP,1,,5,,K1   

*STATUS,K

兩個應力強度因子的計算結果基本一致，將斷裂韌性除以K，就可以得出安全系數，判斷裂紋是否擴展。

---

例三：（交互積分法求應力強度因子）

（整理自ANSYS的HELP）

例子位置索引:

有限元模型：

FINISH$/CLEAR

!units,inch-psi

/PREP7$/TRIAD,OFF

ET,1,PLANE183,,,2          

MP,EX,1,30e6

MP,PRXY,1,0.3

K,1$K,2,4$K,3,4,5                           

K,4,-1,5$K,5,-1      

L,1,2$L,2,3$L,3,4$L,4,5

LESIZE,ALL,,,20

L,5,1$ESIZE,0.2

KSCON,1,0.05              

AL,1,2,3,4,5$AMESH,1

邊界條件：

DL,1,1,SYMM                   

DL,4,1,SYMM

SFL,3,PRES,-0.5641895

定義交互積分法：

NSEL,S,LOC,X,0

NSEL,R,LOC,Y,0

CM,CTIP,NODE             

ALLSEL,ALL

CINT,NEW,1                  

CINT,TYPE,SIFS               

CINT,CTNC,CTIP           

CINT,NORM,0,2                

CINT,SYMM,ON               

CINT,NCON,6

求解：

/SOLU

ANTYPE,STATIC

SOLVE

后處理：獲取應力強度因子。

/POST1

*GET,K,CINT,1,CTIP,1,,5,,K1   

*STATUS,K