ansys分析斷裂問題
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys分析斷裂問題的視頻教程
ansys分析斷裂問題的實(shí)例教程
對于一般的強(qiáng)度問題，我們總是用應(yīng)力來度量其強(qiáng)度的。但是對于有裂紋的，高強(qiáng)度的構(gòu)件，使用應(yīng)力來度量其強(qiáng)度就是錯(cuò)誤的，此時(shí)需要使用新的準(zhǔn)則來考察其強(qiáng)度問題。
《斷裂力學(xué)》提供了對于這種問題的強(qiáng)度計(jì)算方法，并給出了諸如能量釋放率，應(yīng)力強(qiáng)度因子，J積分等概念來度量含有裂紋構(gòu)件的強(qiáng)度，以考察一個(gè)帶有裂紋的構(gòu)件，在某種外力作用下，它的裂紋是否會進(jìn)一步擴(kuò)展；或者如果想要它的裂紋不進(jìn)一步擴(kuò)展的話，其裂紋的長度應(yīng)該是多少，等等。
本篇給出一個(gè)最經(jīng)典的例子，就是一塊平板上有一個(gè)裂紋，在平板上施加拉力，考慮在該力作用下平板強(qiáng)度的問題。
【問題描述】
一長平板在中間有一水平裂紋，現(xiàn)在板的上下邊沿施加均布拉力如下圖，要求該裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子。
其中材料參數(shù)，圖中個(gè)尺寸的大小以及分布力系的大小如下表。
【問題分析】
1. 該例子來源于ANSYS 15.0 APDL幫助中的一個(gè)例子VM256CINT Command>，幫助中對該例子依次使用PLANE183，SOLID185，SOLID186進(jìn)行建模，并考察應(yīng)力強(qiáng)度因子。本文只使用了其中的PLANE183建模部分，并對其中命令的順序進(jìn)行了部分整理，并刪除了部分筆者以為不必要的程序。
2. 對于2-D裂紋，使用ANSYS所推薦的PLANE183單元。
3. 因?yàn)槭且粋€(gè)對稱問題，只取四分之一建模，并把裂紋尖端點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn)。
4. 幾何建模時(shí)對于裂紋用直線表示，而由于裂紋尖端存在著很高的應(yīng)力梯度，需要對此處仔細(xì)劃分網(wǎng)格。這里用KSCON指明裂紋尖端，并說明如何在其周圍劃分網(wǎng)格。
5. 設(shè)置對稱邊界條件，并用CINT定義計(jì)算裂紋的相關(guān)參數(shù)。
6. 后處理中提取出應(yīng)力強(qiáng)度因子。
7. 本文使用命令流的方式進(jìn)行求解。
【求解過程】
1.
展開 在組立電視時(shí)，凸轂(boss)，即鎖附的位置 (如下圖所示)，會隨機(jī)發(fā)生斷裂狀況。由于此產(chǎn)品具有負(fù)載功用，強(qiáng)度必須列入產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要考慮之一。
圖一 LED TV支撐架實(shí)際產(chǎn)品圖以及其易發(fā)生斷裂問題的地方
解決方案
為了找出影響產(chǎn)品的強(qiáng)度的癥結(jié)，嘉捷科技團(tuán)隊(duì)透過Moldex3D模流分析進(jìn)行充填(Filling)分析后，發(fā)現(xiàn)影響產(chǎn)品強(qiáng)度的縫合線容易集中在凸轂(boss)處。從分析結(jié)果得知(圖二)，鎖附位置的流動波前會合角度落在30~140度；依此案例所使用塑材，會合角的角度越大，縫合線就會越趨明顯。
圖二 Moldex3D 充填分析可以顯示縫合線會合角
另外，透過充填剖面圖也同時(shí)發(fā)現(xiàn)凸轂的厚度中心溫度溫差約為10℃(見圖三)。以此案例而言，其溫度均已低于塑料工作溫度10℃左右，在此條件下也導(dǎo)致該區(qū)域易產(chǎn)生結(jié)合線。流動波前的會合角度再加上兩股流動波前的溫度差，皆造成凸轂降低縫合線強(qiáng)度。
圖三 透過Moldex3D充填溫度剖面結(jié)果，發(fā)現(xiàn)凸轂的溫差易導(dǎo)致結(jié)合線發(fā)生
為了找出更好的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)來增強(qiáng)產(chǎn)品的強(qiáng)度，嘉捷科技透過Moldex3D模擬鎖附的應(yīng)力分析，找出發(fā)生斷裂的問題點(diǎn)，并針對斷裂處進(jìn)行設(shè)計(jì)變更。除了從Moldex3D充填流動分析中，觀察到凸轂的流動波前會合角度及其中心溫度剖面，在分析過程中也使用Moldex3D FEA Interface將塑料數(shù)據(jù)匯至Abaqus進(jìn)行應(yīng)力分析，取得斷裂處的應(yīng)力-應(yīng)變圖來進(jìn)行比對(見圖四)。
分析后可看到應(yīng)力集中在鎖附的位置，其最大值為2.73 kgf / mm2，應(yīng)變值則是1.59e-03。從曲線圖可觀察到該位置于33 kgf會有斷裂機(jī)率。于是，團(tuán)隊(duì)著手進(jìn)行凸轂特征的設(shè)計(jì)變更，并同時(shí)重復(fù)進(jìn)行模流分析及應(yīng)力分析。
展開 /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(yīng)力強(qiáng)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(yīng)力強(qiáng)度因子。
/POST1
*GET,K,CINT,1,CTIP,1,,5,,K1
*STATUS,K
兩個(gè)應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算結(jié)果基本一致，將斷裂韌性除以K，就可以得出安全系數(shù)，判斷裂紋是否擴(kuò)展。
例三：（交互積分法求應(yīng)力強(qiáng)度因子）
（整理自ANSYS的HELP）
例子位置索引:
有限元模型：
FINISH$/CLEAR
!
展開 我用的材料是顆粒增強(qiáng)復(fù)合樹脂，延伸率只有2％，屬于脆性材料
A：我也正在用MARC做斷裂分析,不知道你算的是什么樣的問題,如果是MODE I 斷裂模型的話,我推薦你使用能量法,MARC會為你算出J積分值的,而且對于脆性材料,其J積分值正好就是能量釋放率.我做的問題是納米涂層結(jié)構(gòu)在MIXED MODE下的斷裂分析,由于摩擦的存在,J積分可能不再保持其積分路徑無關(guān)性,所以采用直接法來計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子的,也就是用應(yīng)力或位移來算SIF.聽說MARC中可以在尖端處采用特異單元來擬出應(yīng)力特異性,但我不會用,所以只好通過REFINE來細(xì)分尖端區(qū)域(最小單元長度在10E-3量級就差不多了(在MODE I下.采用能量法計(jì)算的話,不用細(xì)分尖端點(diǎn)).然后通過應(yīng)力(或位移)結(jié)果求K值,并用外插法來求出尖端點(diǎn)處的K值.隨裂紋成長,K和斷裂長度的關(guān)系,我用了個(gè)笨辦法.就是預(yù)先知道斷裂擴(kuò)展方向的基礎(chǔ)上,在每個(gè)裂紋長度下計(jì)算出K值,就可以得出K和a的關(guān)系曲線了.不過很麻煩,我一共建了14個(gè)模型算的,光建模就要花費(fèi)了很多時(shí)間,但結(jié)果還算可以.
我再給你介紹一種方法,供你參考.我研究室有個(gè)老頭,10年前用MARC算過纖維復(fù)合材料的單纖維push-out問題,他在纖維和基體的界面處,用用戶自定義TYING進(jìn)行約束,然后在UFORM子程序中給出TYING拖開的條件(他是通過實(shí)驗(yàn)測出最大剪應(yīng)力以后,以此應(yīng)力作為拖開基準(zhǔn)的,不過好象不準(zhǔn)),這樣,就可以實(shí)現(xiàn)在加載過程中裂紋自動擴(kuò)展.但大前提仍然是事先預(yù)測好擴(kuò)展方向.我本來想試試,不過我這的MARC好象安裝有問題,子程序的compiler總是不行.
展開 汽車鋼板彈簧斷裂問題有限元分析與研究
汽車鋼板彈簧斷裂問題有限元分析與研究.part1.rar
汽車鋼板彈簧斷裂問題有限元分析與研究.part2.rar
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ansys分析斷裂問題的最新內(nèi)容
ansys ncode隨機(jī)疲勞分析材料映射問題3個(gè)月前
問題在最后一張圖，如圖一進(jìn)入ncode打開Edit Material Map，默認(rèn)進(jìn)入的材料類型是SN R-ratio multi-curve，Material Group共有482個(gè)圖3（1-482），但到307后有個(gè)Default Material（圖2）…
<p>有限元分析中的材料性能單位</p><p>鄒正剛編著：ansys疑難問題實(shí)例詳解</p>
1、 問題描述
研究蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)的面板和芯子的脫膠損傷問題，蜂窩夾芯結(jié)構(gòu)由上面板、下面板、膠膜及芯子組成，通過ANSYS進(jìn)行數(shù)值模擬。以承受板芯剝離方向載荷并含脫膠的蜂窩夾芯板為算例，整個(gè)模擬的尺寸為100*100*14.1(mm)。上、下面板為8層層合板（厚度為8*0.15mm，其層合順序?yàn)閇0/45/-45/90]s），并附加1層膠層（厚度為0.35mm），用殼單元模擬。中間為蜂窩芯子（厚度為
大綱
塑料成型制品往往在小批量產(chǎn)后便進(jìn)行各項(xiàng)的測試，包含落摔、熱傳等。測試過程中有時(shí)必須回到產(chǎn)品設(shè)計(jì)上去進(jìn)行設(shè)計(jì)變更，以符合各項(xiàng)規(guī)范。過去僅能憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行試誤(try-and-error)，有時(shí)往往造成額外的成本。因此，能夠在設(shè)計(jì)變更前有量化的數(shù)據(jù)可供參考，將可避免此狀況的發(fā)生。
挑戰(zhàn)
此產(chǎn)品為LED TV的支撐架，主要功能為鎖附屏幕與底座。在組立電視時(shí)，凸轂(boss)，即鎖附的位置
裂紋擴(kuò)展是指材料在外界因素作用下裂紋萌生、生長的動態(tài)過程。對于不考慮奇異性的裂紋擴(kuò)展分析，需要定義準(zhǔn)則來確定裂紋萌生的初始位置。新版本中使用SMART（分離、變形、自適應(yīng)和重劃分網(wǎng)格技術(shù)）分析裂紋擴(kuò)展時(shí)增加了最大主應(yīng)力準(zhǔn)則去評估裂紋萌生的時(shí)間和位置。當(dāng)滿足該準(zhǔn)則時(shí)，裂紋自動以橢圓的形狀（目前只支持橢圓裂紋）和適當(dāng)?shù)某叽绮迦氲蕉x的裂紋區(qū)域，然后程序進(jìn)行下一步的裂紋擴(kuò)展計(jì)算。
以一個(gè)簡單的
麻煩問一下各位大神，ansys ls-dyna中求解遇到* errors encountered in either the documentation or results *
* immediately to LSTC through your site focus. *是什么意思？
拜托各位大神了
來源：仿真學(xué)習(xí)與應(yīng)用
螺栓連接是結(jié)構(gòu)連接的一種主要方式，在CAE分析中經(jīng)常遇到，針對不同的情況，通常我們會采取不同的方法來處理。螺栓的模擬在Abaqus也有幾種不同的處理方式。
（1）建立三維實(shí)體的螺栓模型，包括螺紋結(jié)構(gòu)；
（2）建立三維實(shí)體的螺栓模型，忽略螺紋結(jié)構(gòu)；
（3）建立三維實(shí)體的螺栓模型，由Abaqus自帶的螺紋接觸定義方式設(shè)置螺紋接觸；
（4）利用梁單元或者桿單元模擬螺栓
本文簡述了機(jī)械壓力機(jī)微動系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)，并簡單介紹了機(jī)械壓力機(jī)微動系統(tǒng)制動器安裝板存在的問題，分析微動系統(tǒng)制動器安裝板斷裂問題，同時(shí)制定和實(shí)施改進(jìn)方案。
隨著目前汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，作為汽車四大工藝之首的沖壓要求也越來越高，無論從生產(chǎn)效率，還是生產(chǎn)質(zhì)量，都需要大力發(fā)展。然而，作為沖壓工藝最重要的部分——沖壓設(shè)備，是保證沖壓生產(chǎn)穩(wěn)定和快速發(fā)展的基礎(chǔ)。沖壓設(shè)備主要是指壓力機(jī)，其中壓力機(jī)包括機(jī)械壓力機(jī)
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(yīng)力梯度很大，此處的單元不僅僅要細(xì)化，而且要使用奇異單元
例一（位移外插法求應(yīng)力強(qiáng)度因子）
問題描述:平面應(yīng)變板中間有一個(gè)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
1、線彈性斷裂力學(xué)認(rèn)為，材料和構(gòu)件在斷裂以前基本上處于彈性范圍內(nèi)，可以把物體視為帶有裂紋的彈性體。研究裂紋擴(kuò)展有兩種觀點(diǎn)：
一種是能量平衡的觀點(diǎn)，認(rèn)為裂紋擴(kuò)展的動力是構(gòu)件在裂紋擴(kuò)展中所釋放出的彈性應(yīng)變能，它補(bǔ)償了產(chǎn)生新裂紋表面所消耗的能量，如Griffith理論；
一種是應(yīng)力場強(qiáng)度的觀點(diǎn)，認(rèn)為裂紋擴(kuò)展的臨界狀態(tài)是裂紋尖端的應(yīng)力場強(qiáng)度達(dá)到材料的臨界值，如Irwin理論。
2、
