ansys裂紋計算的案例
基于ANSYS裂紋擴展模擬和生命周期預測計算實例（原創，如轉載，請注明出處）
分析類型：斷裂力學
技術難點：斷裂 裂紋擴展 生命周期預測
完成人：技術鄰ANSYS專家
網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
模擬過程：
裂紋擴展模擬和生命周期預測
ABAQUS直裂紋、斜裂紋圍道積分計算裂紋尖端J積分
之前算過一個關于裂紋擴展的問題，當時創建裂紋選擇的是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，至于動態擴展問題，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。
部分試件的應力分布及J積分結果如圖所示：
Ansys Workbench建立半橢圓裂紋和隨機裂紋 ￥2
基本模型如下，在綠色表面分別建立半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)和隨機裂紋(Arbitrary Crack)進行計算：
一、半橢圓裂紋(Semi-Elliptical Crack)
1、建立局部坐標系如下圖，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、半橢圓裂紋參數設置及說明
4、網格設置及劃分
單元階數設置為二階如下圖：
單元形狀設置為四面體如下圖：
右擊選擇Generate All Crack Meshes生成網格如下圖：
5、加載
底面施加固定約束，頂面施加拉力10000N如下圖：
6、查看計算結果
除查看變形、應力等結果外，可以添加Fracture Tool查看裂紋尖端強度因子如下圖：
Fracture Tool選擇Semi-Elliptical Crack如下圖：
應力強度因子結果如下圖：
二、隨機裂紋(Arbitrary Crack)
1、建立裂紋體如下圖中Surface Body：
2、建立局部坐標系如下圖，注意x軸指向裂紋深度方向，z軸指向裂紋長度方向：
3、添加隨機裂紋
隨機裂紋的形狀不固定，這里做成了長方形。
展開 鋼裂紋磁通密度測量仿真計算 ￥1000
本案例構建了一電磁結構設備，用于測量帶有裂紋的鋼結構的測通密度，建立的結構模型如圖1所示：
圖1 幾何模型
基于COMSOL軟件的電磁場分析模塊，模擬得到了帶有多條裂紋的鋼圓柱體結構的磁通密度模，模擬結果如下圖所示：
該方法和模型可用于進行結構的缺陷檢測，歡迎交流模型！
斷裂力學—有限寬板含雙邊裂紋的應力強度因子計算 ￥19.89
第一章 引言
工程分析中材料中的裂紋會對結構可靠性帶來很大地影響.歷史上有很多航空航天事故、建筑事故都是由于裂紋引起的斷裂導致結構失效，為了檢驗結構是否能夠一般用于判斷裂紋是否延伸地重要判據就是應力強度因子K ( Stress Intensity Factor,SIF).在具體地工程分析中,評估含裂紋結構穩定性,只需要計算含裂紋結構在要求地工況下地裂紋尖端應力強度因子K值若K>Kc,則裂紋會發生擴展,導致結構失效.傳統的強度觀點通常把材料視為理想材料即材料是連續、均勻、各向同性的,但實際工況中材料很難達到理想狀態。為了確保含裂紋構件長期穩定地安全運行必須對不可避免存在的裂紋對構件的影響進行預判從而將發生損失的風險降至最低。在斷裂力學問題的分析中應力強度因子人是預判含裂紋構件發生斷裂和裂紋發生擴展速率的首要判據司。獲得應力強度因子的方法大致上可分為解析法、數值法和實驗法。有限元數值法以計算機為平臺利用計算機的計算能力和強大的建模能力可以解決工程中復雜的幾何條件和邊界條件下的實際問題而且有限元法不僅局限于線彈性問題在研究彈塑性斷裂力學、疲勞和蠕變裂紋擴展速率等問題方面也同樣適用已經成為獲得應力強度因子的主要途徑。
本文以有限寬板含雙邊穿透裂紋為研究對象，研究在不同載荷
下、不同板寬下、不同板長下的應力強度因子的計算，并且比較數值解和解析解，畫出比較圖，分析應力強度因子各量的變化趨勢，并分析誤差產生的原因。
第二章 問題描述
斷裂試樣參數： 彈性模量 E ? 210GPa ，泊松比?? 0.3 。
展開 計算平板裂紋強度因子
abaqus應力強度因子.docx
任務描述：無限大平板含有一單邊裂紋，裂紋長度為a=10mm,彈性模量E=210000,泊松比v=0.3，計算其裂紋強度因子。通過調整平板寬度，驗證平板長寬比對強度因子計算結果的影響。
設備基本情況：CPU：AMD Ryzen 7 5800H with Radeon Graphics
內存：Samsung DDR4 3200MHZ
顯卡：NVIDIA Geforce RIX 3060 Laptop GPU
硬盤：WDC PC SN730 SDBPNIY-512G 1101476GB
處理技術、步驟如下：
Part（示例平板尺寸4m×1m）
2. Property
材料屬性，截面屬性定義及賦予
3. Assembly
裝配
4. interaction
創建、定義裂縫，選擇裂縫前端、尖端，定義q向量
對裂縫進行應力奇異設置
5. step
J積分作為線積分在有限元中計算不便，用環形積分區域代替計算，number of contours代表積分圍數，4即取裂尖單元外第四圈單元作為環形區域積分
6. load
設置約束及加載
7. mesh
小圓內設置quad-dominated（sweep），圓環區域quad（sweep），其他區域quad-dominated（free）（medial axis）
8. job，visualization
提交運算以及結果
耗時情況：
計算時間約半分鐘。
展開 材料含裂紋的強度計算
但是對于有裂紋的，高強度的構件，使用應力來度量其強度就是錯誤的，此時需要使用新的準則來考察其強度問題。
《斷裂力學》提供了對于這種問題的強度計算方法，并給出了諸如能量釋放率，應力強度因子，J積分等概念來度量含有裂紋構件的強度，以考察一個帶有裂紋的構件，在某種外力作用下，它的裂紋是否會進一步擴展；或者如果想要它的裂紋不進一步擴展的話，其裂紋的長度應該是多少，等等。
本篇給出一個最經典的例子，就是一塊平板上有一個裂紋，在平板上施加拉力，考慮在該力作用下平板強度的問題。
【問題描述】
一長平板在中間有一水平裂紋，現在板的上下邊沿施加均布拉力如下圖，要求該裂紋的應力強度因子。
其中材料參數，圖中個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幫助中的一個例子VM256CINT Command>，幫助中對該例子依次使用PLANE183，SOLID185，SOLID186進行建模，并考察應力強度因子。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. 因為是一個對稱問題，只取四分之一建模，并把裂紋尖端點作為坐標原點。
4. 幾何建模時對于裂紋用直線表示，而由于裂紋尖端存在著很高的應力梯度，需要對此處仔細劃分網格。這里用KSCON指明裂紋尖端，并說明如何在其周圍劃分網格。
5. 設置對稱邊界條件，并用CINT定義計算裂紋的相關參數。
6. 后處理中提取出應力強度因子。
7. 本文使用命令流的方式進行求解。
【求解過程】
1.
展開 Abaqus擴展有限元法計算三維裂紋的擴展Step by Step ￥3
Abaqus擴展有限元法計算三維裂紋的擴展-01-20.pdf
ABAQUS計算三維孔邊角裂紋應力強度因子的實例模型 ￥15
通過ABAQUS，可以計算三維角裂紋的應力強度因子。本實例中對平板孔邊的三維角裂紋進行了模擬。
seam及crack定義如下圖：
網格如下圖：
計算后的位移云圖如下：
對裂尖進行放大觀察：
本實例的難點在于孔邊三維角裂紋的模型的建立，需要經過一系列的布爾操作（merge/cut）得到。
相應的應力強度因子可以在提交job計算完成后，到dat文件中找到。
詳細的模型可參考附件。
#ABAQUS使用vcct進行裂紋擴展計算插件
<p>虛擬裂紋閉合方法‘vcct’，廣泛應用于斷裂力學中裂紋擴展的模擬分析中，虛擬裂紋閉合法是經過對斷裂力學的不斷深入研究而提出的能夠有效計算裂紋尖端能量釋放率的一種極為有效的方法，ABAQUS軟件中在早期并未提供虛擬裂紋閉合法vcct的功能，因此必須自己二次開發程序才能進行順利進行能量的提取計算，否則，需要經過手動處理大量的數據文件才能獲得想要的結果，這個過程是極為復雜的，經過ABAQUS版本的不斷改進，在6.10版本之后的ABAQUS中都加入了vcct的計算，這使得裂紋尖端能量的計算及裂紋擴展的分析又向前邁進了一步，此帖子主要對比使用二次開發的插件及較新版本中自帶的vcct計算之間的結果對比。</p><p>模型建立：</p><div contenteditable="false" width="100%"><img src="https://img.jishulink.com/upload/201812/a5231bea6dd34249ac610ea6ca0698e3.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201812/a5231bea6dd34249ac610ea6ca0698e3.jpg?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201812/a5231bea6dd34249ac610ea6ca0698e3.jpg?
展開 ABAQUS xfem裂紋擴展計算應力強度因子
Delete or suppressthe interaction, or change the crack to allow growth.輸入文件未生成，作業未提交分析
想請教一下，這個應該怎么改，未勾選允許裂紋生長，想要輸出應力強度因子，但是一值提交不上
基于ANSYS WORKBENCH 的裂紋添加
分析問題：ansys workbench中裂紋添加方法
分析平臺：ANSYS Workbench 17.0
技術難點：網格要求及裂紋方向
分析人：技術鄰 一無所有就是打拼的理由
可代做業務：穩態，瞬態熱分析，結構分析等
剛開始用workbench做裂紋，有很多不足之處，請大家指正。
裂紋網格
裂紋附近應力集中
裂紋強度因子
J積分
XFEM裂紋仿真之Paris參數說明、計算與調試經驗 ￥15
ABAQUS中的定義的Paris公式是以能量釋放率G為參數的，與我們一般用的K為參數的情況不同，其參數詳細說明可以查閱ABAQUS16.4，如下圖所示：
其中，c1和c2用于判斷裂紋的起裂，即裂紋從無到有的過程，判斷準則如下。在預制裂紋的情況下，一般只要將c1設置為正數，c2設置為負數，這兩個參數對于結果的影響不大；無預制裂紋的情況下你也不能夠使用Paris這個模型。所以，我看論文上的一般設置為0.5，-1之類的。
c3和c4都是與材料有關的參數，通過標準試驗測得的，用于控制裂紋的擴展速率，在線彈性條件下，如果你有c和m（以K為參數的Paris公式的參數）的值可以進行轉換，網上以及一些論文上的轉換公式我個人表示不敢茍同，后面將說明詳細的計算過程。
我認為錯誤的計算公式
c4后面的兩個參數分別為G門檻值與G臨界值的比值，G穩定擴展上限與G臨界值的比值，一般采用經驗值，ABAQUS推薦使用0.01和0.85。
Gc1,Gc2,Gc3分別為材料在三個主方向上的臨界能量釋放率，最后三個參數為冪律公式的指數，都取1就可以
展開 分享一個通過ABAQUS計算二維穿透裂紋應力強度因子的實例 ￥10
通過ABAQUS計算二維穿透裂紋應力強度因子。理論值為396，有限元計算值為407，誤差小于3%。
【11月23-26日 南京】結構斷裂力學與裂紋擴展壽命計算專題培訓
結構斷裂力學與裂紋擴展壽命計算專題培訓
14個實例模型課程中人手一機操作指導
案例01、高壓輸氣管道內壓作用下的表面橢圓裂紋應力強度因子計算
案例02、壓力容器表面任意形狀裂紋的J積分計算
案例03、含V形缺口三點彎曲能量釋放率計算
案例04、三點彎曲PMMA半圓板T應力計算
案例05、軸對稱結構表面裂紋的材料構型力計算
案例06、中心裂紋拉伸作用蠕變過程中的C*積分計算
案例07、基于VCCT技術的粘膠脫粘過程數值計算
案例08、涂層-基體界面裂紋擴展計算
案例09、產品的跌落沖擊連接界面失效計算方法
案例10、三點彎曲平面模型裂紋擴展計算
案例11、三維平板邊裂紋的裂紋擴展計算
案例12、周期對稱循環載荷作用下的裂紋擴展壽命計算
案例13、T型焊接件焊縫表面裂紋的熱-結構耦合應力強度因子計算
案例14、復合材料的分層裂紋擴展
課程差異化
1、專注CAE仿真計算，17年大量的工程案例積累
2、6000多學員反饋、提煉的精選內容與實例，形成的版權課程體系
3、有自己的超算中心，有豐富的項目案例庫
專家團隊
團隊12年專注CAE技術工程應用方法，為客戶提供系統的產品質量提升和優化的技術方案，具備上百例的工程問題解決經驗，熟悉CAE技術應用過程中的難點與關鍵點，團隊提供有價值的CAE技術服務。
課程大綱
時間地點
2018年11月23日-2018年11月26日 南京（第一天報道，上課三天）
培訓費用
3980元/人,住宿可統一安排，費用自理。
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