橢圓裂紋 隨機(jī)裂紋的案例
Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機(jī)裂紋 ￥2
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 COMSOL初始裂紋下隨機(jī)裂紋走向分布模式對材料力學(xué)性能的影響
案例說明
在現(xiàn)實(shí)中的絕大多數(shù)材料并非均質(zhì)，材料內(nèi)部難免會存在一定數(shù)量的缺陷，如微觀孔隙、裂紋等，同時由于生成工藝的不同這些微損傷可能存在各向異性，本案例提供在微觀裂紋數(shù)目及長度一致的情況下，初始裂紋分布對材料力學(xué)性能的基礎(chǔ)分析。
模擬過程
首先建立隨機(jī)裂紋分布模型，裂紋數(shù)目均為100條，采用四種不同走向的裂紋分布模式：
這里建模用到了CAD隨機(jī)纖維2D插件，分別生成45°相交裂紋、隨機(jī)走向裂紋、豎向走向裂紋、水平走向裂紋。同時為了方便網(wǎng)格劃分及計算，通過插件限定裂紋之間保持一定的間距。
模型建立完成后進(jìn)行網(wǎng)格劃分、設(shè)置材料屬性、建立分析。這里為了方便計算，進(jìn)行固體力學(xué)穩(wěn)態(tài)分析，設(shè)置試件下邊界為固定約束，在上邊界添加相同大小的均布拉力。
進(jìn)行模型分析，查看應(yīng)力結(jié)果：
建模插件：
CAD隨機(jī)纖維2D
展開 COMSOL三維隨機(jī)裂紋 裂縫模型 隨機(jī)裂隙 隨機(jī)纖維建模
在COMSOL中可采用CAD模型導(dǎo)入的方式實(shí)現(xiàn)隨機(jī)裂紋或是纖維材料的建模。首先需要在CAD內(nèi)生成所需的三維纖維模型，這里用到了CAD_隨機(jī)纖維3D插件。模型建立如下圖所示。注意這里的纖維采用的是線，而非實(shí)體。
將長方體基體導(dǎo)出為.sat文件，同時將刪除基體后的線狀纖維另存為.dwg文件。
打開COMSOL軟件，在幾何菜單下選擇導(dǎo)入三維CAD文件，選擇剛剛保存的.dwg文件，并將要導(dǎo)入的對象更改為曲線和點(diǎn)，可選擇合并曲線對象。構(gòu)建對象，這樣三維的線就導(dǎo)入到COMSOL軟件內(nèi)了。
下一步我們將長方體的基體材料也導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)，其實(shí)這一步也可以在COMSOL中直接建模完成。還是選擇導(dǎo)入，選擇剛剛保存的.sat文件，在這里要導(dǎo)入的對象需要選擇實(shí)體。
到這一步纖維跟基體就全部導(dǎo)入到COMSOL內(nèi)了。
如果想再COMSOL內(nèi)模擬線性的裂縫，需要將基體進(jìn)行分割操作，選擇布爾操作和分割-差集。要添加的對象選擇基體，要減去的對象選擇纖維。
構(gòu)建對象后，基體材料就被纖維分割完成，形成了基體內(nèi)的線狀裂縫。
后面進(jìn)行網(wǎng)格剖分分析等，可根據(jù)自己的要求進(jìn)行。
最后看一下GIF效果圖：
在建模過程中所采用的AutoCAD插件可以在這里下載得到：
CAD_隨機(jī)纖維3D插件
如需2D版本可通過下面鏈接下載：
CAD隨機(jī)纖維2D插件
展開 考慮隨機(jī)擾動時裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分叉與混沌特性
摘要: 應(yīng)用Monte2Carlo 隨機(jī)模擬法, 分析了白噪聲擾動下裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性特性。著重研究了當(dāng)隨機(jī)擾動存
在時, 裂紋轉(zhuǎn)子中剛度變化比、轉(zhuǎn)速比等參數(shù)對系統(tǒng)分叉及混沌行為的影響。數(shù)值模擬表明, 在擬周期與混沌解及
其臨近的分叉參數(shù)區(qū)間, 隨機(jī)擾動對系統(tǒng)的響應(yīng)有比較顯著的影響, 且隨機(jī)擾動的幅值越大, 其影響也越明顯; 而
在周期解處, 隨機(jī)擾動對系統(tǒng)響應(yīng)的影響比較小。
振動與噪聲\考慮隨機(jī)擾動時裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分叉與混沌特性
振動與噪聲\考慮隨機(jī)擾動時裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分叉與混沌特性<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-10-13 16:22:38被hawk評為4星級，為發(fā)貼者加分80。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點(diǎn)評:</B></Font>
考慮隨機(jī)擾動時裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分叉與混沌特性.pdf
考慮隨機(jī)擾動時裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分叉與混沌特性
摘要: 應(yīng)用Monte2Carlo 隨機(jī)模擬法, 分析了白噪聲擾動下裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性特性。著重研究了當(dāng)隨機(jī)擾動存
在時, 裂紋轉(zhuǎn)子中剛度變化比、轉(zhuǎn)速比等參數(shù)對系統(tǒng)分叉及混沌行為的影響。數(shù)值模擬表明, 在擬周期與混沌解及
其臨近的分叉參數(shù)區(qū)間, 隨機(jī)擾動對系統(tǒng)的響應(yīng)有比較顯著的影響, 且隨機(jī)擾動的幅值越大, 其影響也越明顯; 而
在周期解處, 隨機(jī)擾動對系統(tǒng)響應(yīng)的影響比較小。
考慮隨機(jī)擾動時裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分叉與混沌特性.pdf
考慮隨機(jī)擾動時裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的分叉與混沌特性
摘要: 應(yīng)用Monte2Carlo 隨機(jī)模擬法, 分析了白噪聲擾動下裂紋轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的非線性特性。著重研究了當(dāng)隨機(jī)擾動存
在時, 裂紋轉(zhuǎn)子中剛度變化比、轉(zhuǎn)速比等參數(shù)對系統(tǒng)分叉及混沌行為的影響。數(shù)值模擬表明, 在擬周期與混沌解及
其臨近的分叉參數(shù)區(qū)間, 隨機(jī)擾動對系統(tǒng)的響應(yīng)有比較顯著的影響, 且隨機(jī)擾動的幅值越大, 其影響也越明顯; 而
在周期解處, 隨機(jī)擾動對系統(tǒng)響應(yīng)的影響比較小。
關(guān)鍵詞: 隨機(jī)振動; 裂紋轉(zhuǎn)子; 分叉; 混沌
如何區(qū)分鍛造裂紋、熱處理裂紋、原材料裂紋？
第一，注意淬火裂紋和磨削裂紋形態(tài)的不同。對于淬火時未發(fā)現(xiàn)而在磨削后才發(fā)現(xiàn)的裂紋，要區(qū)別是淬火裂紋還是磨削裂紋。在裂紋未附著污染物時比較容易，此時注意裂紋的形態(tài)，特別是裂紋發(fā)展的方向，磨削裂紋是垂直于磨削方向的，呈平行線形態(tài)，或呈龜甲狀裂紋。磨削裂紋的深度根淺，而淬火裂紋一般都比較深 比較大，與磨削方同無關(guān)，多呈直線刀割狀開裂。
第二，注意裂紋發(fā)生的部位。尖銳的凹凸轉(zhuǎn)角處、孔的邊緣處、刻印處、打鋼印處及機(jī)械加工造成的表面缺陷等部位，在這些部位發(fā)生的裂紋多屬淬火裂紋。
第三，通過觀察零件的裂斷面來區(qū)分是淬火裂紋還是淬火前的鍛造裂紋或其他情況造成的裂紋。若裂紋斷面呈白色或暗白色或淺紅色(水淬時造成的水銹)，均可斷定為淬火裂紋，若裂紋斷面呈深褐色，甚至有氧皮出現(xiàn)，那就不是淬火裂紋，系淬火前就存在的裂紋，是零件經(jīng)過鍛造或壓延時形成的裂紋，這些裂紋都會因淬火而被擴(kuò)大。因淬火裂紋基本上是在MS點(diǎn)以下時形成的，其斷面是不會被氧化的。
第四，在顯微組織中，淬火裂紋是沿晶界斷裂，若不是沿晶界斷裂，而是沿晶內(nèi)斷裂，則屬于疲勞裂紋。
第五，如果裂紋周圍有脫碳層存在，那就不是淬火裂紋，而是淬火前就存在的裂紋，因?yàn)榇慊?em>裂紋是淬火冷卻時產(chǎn)生的，絕不會發(fā)生脫碳現(xiàn)象。
展開 焊接熱裂紋、再熱裂紋、冷裂紋、層狀撕裂，這些你都了解嗎？
焊接裂紋就其本質(zhì)來分，可分為熱裂紋、再熱裂紋、冷裂紋、層狀撕裂等。下面就各種裂紋的成因、特點(diǎn)和防治辦法進(jìn)行具體的闡述。
01
熱裂紋
在焊接時高溫下產(chǎn)生的，故稱熱裂紋，它的特征是沿原奧氏體晶界開裂。根據(jù)所焊金屬的材料不同（低合金高強(qiáng)鋼、不銹鋼、鑄鐵、鋁合金和某些特種金屬等），產(chǎn)生熱裂紋的形態(tài)、溫度區(qū)間和主要原因也各不相同。目前，把熱裂紋分為結(jié)晶裂紋、液化裂紋和多邊裂紋等三大類。
（1）結(jié)晶裂紋
主要產(chǎn)生在含雜質(zhì)較多的碳鋼、低合金鋼焊縫中（含S，P，C，Si騙高）和單相奧氏體鋼、鎳基合金以及某些鋁合金焊逢中。這種裂紋是在焊逢結(jié)晶過程中，在固相線附近，由于凝固金屬的收縮，殘余液體金屬不足，不能及時添充，在應(yīng)力作用下發(fā)生沿晶開裂。
防治措施為：在冶金因素方面，適當(dāng)調(diào)整焊逢金屬成分，縮短脆性溫度區(qū)的范圍控制焊逢中硫、磷、碳等有害雜質(zhì)的含量；細(xì)化焊逢金屬一次晶粒，即適當(dāng)加入Mo、V、Ti、Nb等元素；在工藝方面，可以通過焊前預(yù)熱、控制線能量、減小接頭拘束度等方面來防治。
（2）近縫區(qū)液化裂紋
是一種沿奧氏體晶界開裂的微裂紋，它的尺寸很小，發(fā)生于HAZ近縫區(qū)或?qū)娱g。它的成因一般是由于焊接時近縫區(qū)金屬或焊縫層間金屬，在高溫下使這些區(qū)域的奧氏體晶界上的低熔共晶組成物被重新熔化，在拉應(yīng)力的作用下沿奧氏體晶間開裂而形成液化裂紋。
這一種裂紋的防治措施與結(jié)晶裂紋基本上是一致的。特別是在冶金方面，盡可能降低硫、磷、硅、硼等低熔共晶組成元素的含量是十分有效的；在工藝方面，可以減小線能量，減小熔池熔合線的凹度。
（3）多邊化裂紋
是在形成多邊化的過程中，由于高溫時的塑性很低造成的。
展開 原創(chuàng)#基于python二次開發(fā)的圍線積分+網(wǎng)格重劃分+結(jié)果映射聯(lián)合使用的裂紋隨機(jī)擴(kuò)展
<p><strong>基于python二次開發(fā)的圍線積分（contour integral）+網(wǎng)格重劃分（remeshing）+結(jié)果映射（map solution）聯(lián)合使用的裂紋隨機(jī)擴(kuò)展</strong></p><p><br></p><p>前面帖子已經(jīng)詳細(xì)介紹了如何使用圍線積分（contour integral）+網(wǎng)格重劃分（remeshing）來模擬裂紋的任意路徑擴(kuò)展，并提取裂紋擴(kuò)展路徑上的應(yīng)力強(qiáng)度因子。
ABAQUS直裂紋、斜裂紋圍道積分計算裂紋尖端J積分
之前算過一個關(guān)于裂紋擴(kuò)展的問題，當(dāng)時創(chuàng)建裂紋選擇的是contour intergral，后來又有人咨詢我裂紋尖端J積分的計算問題。我才恍然大悟，其實(shí)圍道積分方法還是適用于計算裂紋尖端在某時刻的J積分，至于動態(tài)擴(kuò)展問題，還是交給XFEM吧（雖然也不太好）。
計算了幾種情況下的裂紋尖端J積分，包括直裂紋、斜裂紋以及裂紋尖端傾斜等三種情況。
部分試件的應(yīng)力分布及J積分結(jié)果如圖所示：
裂紋及其裂紋擴(kuò)展的幾種形式
而裂紋擴(kuò)展主要考察的是窄縫，并且有尖端的情況下在窄縫受到兩側(cè)力的作用，在其尖端產(chǎn)生大的應(yīng)力，當(dāng)應(yīng)力達(dá)到破壞強(qiáng)度的情況下，裂紋繼續(xù)向前擴(kuò)展，然后尖端應(yīng)力會下降，之后將停止擴(kuò)展，結(jié)果可以查看裂紋擴(kuò)展的距離和應(yīng)力變化過程，目前ANSYS Workbench可以完成的裂紋擴(kuò)展有以下幾種
1.bond接觸開裂擴(kuò)展裂紋，沿著bond的線開裂，結(jié)果如下圖所示，可以2D可以3D
2.尖端裂紋自由smart擴(kuò)展裂紋，采用靜力單次擴(kuò)展，擴(kuò)展方向未知
3.尖端裂紋表面橢圓方式裂開，表面裂紋開裂
以上為裂紋擴(kuò)展的一些方式，具體操作有很多種，而且大部分操作都不容易成功，很多情況都會報錯，需要細(xì)細(xì)體會其用法。
展開 爆破裂紋擴(kuò)展CAE仿真（蛛網(wǎng)式裂紋）
一、仿真背景
爆轟產(chǎn)物膨脹破巖。炸藥爆炸會產(chǎn)生極大壓力，爆轟氣體膨脹破巖，同時對藥包周圍巖體施加非常大的載荷，以炸藥為中心周圍巖體產(chǎn)生徑向移動，因自由面的存在，附近巖體產(chǎn)生不一樣的位移量，藥包與自由面距離最近，附近巖體移動速度快持續(xù)時間長，產(chǎn)生較大位移，巖體距離藥包越遠(yuǎn)則位移量越小。各巖體間巖體位移不一致，相互間會產(chǎn)生作用力，作用力為切向應(yīng)力，在破壞巖體的某一范圍內(nèi)，切向應(yīng)力將大大超過巖體自身的動抗壓強(qiáng)度，由然在球形藥包附近的巖體會產(chǎn)生許許多多徑向裂隙。徑向裂隙產(chǎn)生后，爆生氣體進(jìn)一步泄放，裂隙繼續(xù)延伸擴(kuò)展，巖體加劇破碎。根據(jù)自由面距離和炸藥量等，巖體被破壞,可能被拋出形成爆破漏斗，或向自由面微微隆起。
二、仿真工具
本文采用Oasys、HyperWorks 前后處理器和LS-DYNA V971 求解器。
三、模型簡介
本例為2維爆破仿真模型，淺孔自由面垂直向上，應(yīng)力波首先傳播至表面，淺孔爆破會創(chuàng)造出新的自由面；深孔為孔底起爆，爆生氣體貫穿底部，深孔處開始破碎，爆炸應(yīng)力波傳播至分界處產(chǎn)生反射；部分爆炸應(yīng)力波繼續(xù)向上傳播，因淺孔處產(chǎn)生新的自由面，部分爆炸應(yīng)力波沿淺孔方向向上傳播
四、仿真動畫（手機(jī)APP用戶要點(diǎn)擊圖片才能看到動畫哦）
想學(xué)習(xí)更多的知識，請聯(lián)系我們！
微信公眾號：名稱：“DR有限元”
展開 ABAQUS裂紋尖端應(yīng)變、裂紋擴(kuò)展模擬及問題
前幾天有人問我ABAQUS做焊點(diǎn)分析，我一看他給我的一片文獻(xiàn)，其實(shí)是用ABAQUS做裂紋擴(kuò)展分析。之前也沒接觸過裂紋分析，于是照貓畫虎做了個算例，但是裂紋沒有擴(kuò)展。
ABAQUS做裂紋有三種方法：contour integral，擴(kuò)展有限元及VCCT法，這里用了contour integral法。
如圖所示，V形楔形處有一個預(yù)制裂紋，是采用Interaction模塊的assign seam設(shè)定的，裂紋的擴(kuò)展面及方向是通過crack來設(shè)定的，類型為contour integral。材料模型定義了塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，彈性參數(shù)、GTN參數(shù)、脆性失效參數(shù)等。模型上的兩個孔，一個固支、一個勻速拉。預(yù)期當(dāng)裂紋尖端的單元變形達(dá)到某一個值時將刪除單元。
您看見了就給個意見唄。
步驟：
建立模型，進(jìn)行適當(dāng)?shù)膒artition
定義材料：分別定義了elastic彈性參數(shù)、plastic真實(shí)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系、GTN模型參數(shù)、脆性失效參數(shù)（包括一個叫演化參數(shù)）。
定義預(yù)制裂紋、定義裂紋擴(kuò)展面、方向，定義失效單元的generation。
邊界條件，提交job，查看結(jié)果。
結(jié)果：預(yù)期模型在塑性變形不是很大時就會產(chǎn)生裂紋擴(kuò)展，但是模型產(chǎn)生了很大塑性變形后仍然沒有發(fā)生失效。
Mises應(yīng)力場：
x方向正應(yīng)力場
x方向真實(shí)應(yīng)變場
x方向塑性應(yīng)變場
裂紋尖端應(yīng)變的結(jié)果還是挺漂亮的，雖然正確性有待考證，如果裂紋出來了就完美了，可惜裂紋沒出來。
展開 自動裂紋擴(kuò)展的裂紋引入與更新問題解決方法 ￥1
對于試用版FRANC3D，需要注意裂紋引入位置的單元尺寸與裂紋尺寸的匹配問題，即裂紋引入位置的單元尺寸要跟裂紋的尺寸要大體相當(dāng)，下面的兩個極端情況可能會導(dǎo)致裂紋引入困難，需要注意：
1) 如果原始網(wǎng)格相對于裂紋尖端網(wǎng)格較密，有單元面完全位于裂紋尖端的template內(nèi)（下圖右），則網(wǎng)格化分不成功
2) 如果原始網(wǎng)格相對于裂紋尖端網(wǎng)格較稀疏，裂紋完全位于其中一個單元面內(nèi)，且裂紋面和裂紋尖端的template與任何單元邊都不相交，則引入裂紋不成功。
關(guān)于求解不成功
如何制作裂紋擴(kuò)展動畫
在劃分網(wǎng)格時需要注意的問題
手動更新裂紋不成功
這四類常見問題的解決方法詳見附件。
展開 