Semi-Elliptical Crack
關(guān)注創(chuàng)建者：木子氷 創(chuàng)建時(shí)間：2020-05-29
Semi-Elliptical Crack的實(shí)例教程
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(jī)裂紋(Arbitrary Crack)進(jìn)行計(jì)算：
一、半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)
1、建立局部坐標(biāo)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：
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：
右擊Fracture->Insert->選擇Semi-Elliptical Crack添加半橢圓裂紋如下圖：
3、半橢圓裂紋參數(shù)設(shè)置及說明
4、網(wǎng)格設(shè)置及劃分
單元階數(shù)設(shè)置為二階如下圖：
單元形狀設(shè)置為四面體如下圖：
右擊選擇Generate All Crack Meshes生成網(wǎng)格如下圖：
5、加載
底面施加固定約束，頂面施加拉力10000N如下圖：
6、查看計(jì)算結(jié)果
除查看變形、應(yīng)力等結(jié)果外，可以添加Fracture Tool查看裂紋尖端強(qiáng)度因子如下圖：
Fracture Tool選擇Semi-Elliptical Crack如下圖：
應(yīng)力強(qiáng)度因子結(jié)果如下圖：
二、隨機(jī)裂紋(Arbitrary Crack)
1、建立裂紋體如下圖中Surface Body：
2、建立局部坐標(biāo)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：
3、添加隨機(jī)裂紋
隨機(jī)裂紋的形狀不固定，這里做成了長方形。
展開 操作步驟：
1、使用SMART進(jìn)行裂紋生長計(jì)算時(shí)，必須在材料中定義Paris規(guī)則，通過Engineer Data中選擇Crack Growth Laws進(jìn)行Pairs ‘Law的添加。
2、導(dǎo)入計(jì)算模型，在本例中建立了一個(gè)半徑為10mm，高為30mm簡單的圓柱結(jié)構(gòu)。
3、在圓柱筒結(jié)構(gòu)的外表面設(shè)置一個(gè)新的局部坐標(biāo)系，如下圖所示：
4、SMART裂紋生長必須使用SOLID187單元進(jìn)行計(jì)算，因此需要對(duì)整個(gè)體進(jìn)行選中，然后通過Tetrahedrons的劃分方法和Patch Conforming算法進(jìn)行網(wǎng)格劃分，保證單元是二階四面體SOLID187單元。
5、在最上方Model中插入Fracture進(jìn)行裂紋分析計(jì)算，分別有三種裂紋計(jì)算方法。此處先以Semi-Elliptical Crack為例。選中之前設(shè)置的局部坐標(biāo)，設(shè)置半徑為2mm，網(wǎng)格劃分方法為Tetrahedrons，打開Crack Faces Nodes。
6、插入SMART Crack Growth，在Initial Crack選中Semi-Elliptical Crack。
7、固定圓柱體結(jié)構(gòu)的下端面，給結(jié)構(gòu)的上端施加150MPa的壓力豎直向上。
8、計(jì)算后，得到圓柱筒結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布如下圖所示。
總結(jié)：斷裂力學(xué)SMART技術(shù)能對(duì)結(jié)構(gòu)破壞裂紋產(chǎn)生、紋的生長進(jìn)行更好的預(yù)測(cè)，完善仿真分析的能力。
來源：安世亞太
作者：
展開 操作步驟：
1、使用SMART進(jìn)行裂紋生長計(jì)算時(shí)，必須在材料中定義Paris規(guī)則，通過Engineer Data中選擇Crack Growth Laws進(jìn)行Pairs ‘Law的添加。
2、導(dǎo)入計(jì)算模型，在本例中建立了一個(gè)半徑為10mm，高為30mm簡單的圓柱結(jié)構(gòu)。
3、在圓柱筒結(jié)構(gòu)的外表面設(shè)置一個(gè)新的局部坐標(biāo)系，如下圖所示：
4、SMART裂紋生長必須使用SOLID187單元進(jìn)行計(jì)算，因此需要對(duì)整個(gè)體進(jìn)行選中，然后通過Tetrahedrons的劃分方法和Patch Conforming算法進(jìn)行網(wǎng)格劃分，保證單元是二階四面體SOLID187單元。
5、在最上方Model中插入Fracture進(jìn)行裂紋分析計(jì)算，分別有三種裂紋計(jì)算方法。此處先以Semi-Elliptical Crack為例。選中之前設(shè)置的局部坐標(biāo)，設(shè)置半徑為2mm，網(wǎng)格劃分方法為Tetrahedrons，打開Crack Faces Nodes。
6、插入SMART Crack Growth，在Initial Crack選中Semi-Elliptical Crack。
7、固定圓柱體結(jié)構(gòu)的下端面，給結(jié)構(gòu)的上端施加150MPa的壓力豎直向上。
8、計(jì)算后，得到圓柱筒結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布如下圖所示。
總結(jié)：斷裂力學(xué)SMART技術(shù)能對(duì)結(jié)構(gòu)破壞裂紋產(chǎn)生、紋的生長進(jìn)行更好的預(yù)測(cè)，完善仿真分析的能力。
來源：安世亞太
展開 案例描述：結(jié)構(gòu)連接處插入一條半橢圓裂紋，然后定義裂紋并生成裂紋網(wǎng)格。
裂紋及其裂紋擴(kuò)展的幾種形式
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
裂紋首先要生成，然后表達(dá)的幾種形式在ANSYS Workbench中有如下幾種
或者在ANSYS 19.2版本及以前的版本有如下形式
1.有網(wǎng)格的裂紋2D pre-mesh crack
將模型預(yù)先設(shè)置網(wǎng)格，然后添加pre-mesh crack，結(jié)果為可以看到應(yīng)力強(qiáng)度因子和開口的尖端應(yīng)力值，其結(jié)果可以獲取需要的尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，一個(gè)2D的案例如下圖所示
其裂紋的動(dòng)畫效果如圖所示
2.將實(shí)體添加構(gòu)造面的方式添加裂紋Arbitrary Crack
該方法需要添加一個(gè)構(gòu)造面，并劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格自動(dòng)加密尖端，其結(jié)果可以獲取需要的尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，結(jié)果如下圖所示
其裂紋的動(dòng)畫效果如圖所示
3.有網(wǎng)格的Pre-Meshed Crack
其網(wǎng)格可以劃分為六面體或者四面體，但對(duì)于裂紋擴(kuò)展必須為四面體，其結(jié)果可以獲取需要的尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，結(jié)果如下圖所示
其裂紋的動(dòng)畫效果如圖所示
4.橢圓裂紋加載Semi-Elliptical Crack ，
該方法是最簡單直接的一種方法，直接在表面添加合適的參數(shù)，即可生成網(wǎng)格，顯示成橢圓的裂紋，顯示需要的應(yīng)力強(qiáng)度因子，該模型主要應(yīng)用于管道一類的外表面，其案例如下圖所示
5.子模型方法添加裂紋
在整體模型中計(jì)算受力結(jié)果和應(yīng)力分布，然后在子模型中添加裂紋，其結(jié)果同樣能顯示需要的應(yīng)力強(qiáng)度因子
以上為裂紋的加載方法，裂紋是零件破壞的主要形式之一，
展開 
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Semi-Elliptical Crack的最新內(nèi)容
并劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格自動(dòng)加密尖端，其結(jié)果可以獲取需要的尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，結(jié)果如下圖所示
其裂紋的動(dòng)畫效果如圖所示
3.有網(wǎng)格的Pre-Meshed Crack
其網(wǎng)格可以劃分為六面體或者四面體，但對(duì)于裂紋擴(kuò)展必須為四面體，其結(jié)果可以獲取需要的尖端的應(yīng)力強(qiáng)度因子，結(jié)果如下圖所示
其裂紋的動(dòng)畫效果如圖所示
4.橢圓裂紋加載Semi-Elliptical
案例描述：結(jié)構(gòu)連接處插入一條半橢圓裂紋，然后定義裂紋并生成裂紋網(wǎng)格。
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(jī)裂紋(Arbitrary Crack)進(jìn)行計(jì)算：
一、半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)
1、建立局部坐標(biāo)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：
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
此處先以Semi-Elliptical Crack為例。選中之前設(shè)置的局部坐標(biāo)，設(shè)置半徑為2mm，網(wǎng)格劃分方法為Tetrahedrons，打開Crack Faces Nodes。
6、插入SMART Crack Growth，在Initial Crack選中Semi-Elliptical Crack。
此處先以Semi-Elliptical Crack為例。選中之前設(shè)置的局部坐標(biāo)，設(shè)置半徑為2mm，網(wǎng)格劃分方法為Tetrahedrons，打開Crack Faces Nodes。
6、插入SMART Crack Growth，在Initial Crack選中Semi-Elliptical Crack。
