巴西圓盤的案例
基于ABAQUS二次開發的巴西圓盤斷裂機理
摘要
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針對含中心裂紋的巴西圓盤開裂模型利用ABAQUS進行了參數化二次開發，基于擴展有限元法和最大周向應力準則對試件裂紋擴展進行數值模擬并驗證，研究了圍壓對裂紋擴展以及裂紋尖端應力強度因子和T應力的影響．研究結果表明，試件在預制裂紋尖端發生起裂并沿最大周向應力方向擴展。隨著裂紋傾角增大，Ⅰ型應力強度因子逐漸減小，Ⅱ型應力強度因子呈現先增大 后減小的趨勢，T應力逐漸增大．隨著圍壓數值的升高，試件的斷裂韌度增大，T應力增大，而Ⅰ型和Ⅱ型應力強度因子幾乎不受影響。
巴西圓盤裂紋擴展數值模擬
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在基于ABAQUS二次開發對模型進行建模后，首先對含中心裂紋巴西圓盤進行了裂紋擴展的數值模擬，對不同裂紋傾角β的試件進行數值模擬，并將所得裂紋擴展結果和試驗結果進行對 比，如圖7所示，其中左側為試驗結果，右側為數值模擬結果．
圖7數值模擬與試驗對比結果
對比結果表明，數值模擬結果與試驗結果較為一致，預制裂紋從裂紋尖端起裂并沿最大主應力方向進行擴展直至破壞，這也符合巴西圓盤試 件破壞的理論假設．在后處理中對平臺壓板反作 用力載荷進行提取，并繪制載荷隨時間變化的關 系曲線，如圖8所示．
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ALOF 對典型2D裂紋的模擬（巴西圓盤） 6
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