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ansys中裂縫擴展

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創建者：王靖雯創建時間：2023-03-07

ansys中裂縫擴展的實例教程

相場法模型應用在彈性模量與強度比較低的巖石壓裂過程中，很容易出現模型不收斂現象。相場法主要用在彈模比較大的且以張拉破壞為主的巖石壓裂過程中，對于軟煤可能存在失效的問題。 RFPA比較適用于脆性巖石的壓裂或者破壞，模擬出來的效果也比較好，但是應用在煤的壓裂時，形成的裂縫很寬，并不能很好的反映壓裂效果。我目前借助使用比較多的COMSOL with Matlab平臺，初步實現了實驗室和現場中裂隙煤體中復雜裂縫擴展的模擬。模型中很大的問題，也是收斂問題，主要的參數與方程來自與公開發表的文獻。該模型使用的主要方程是線彈性軟化損傷方程與裂隙本構方程。水力裂縫與天然裂縫之間的相互作用，是模型的難點。comsol中的裂隙流模塊，可以實現裂隙中水流動。在5.6之前的版本中，固體力學模塊中有彈性薄層接口，這個接口可以自定義裂隙的本構方程。基于裂隙的本構模型，可以獲得裂隙表面的法向應力與剪切應力，從而實現裂隙的閉合與張開，具體方程可以參考Qinghua Lei在IJRMMS上發表的論文。使用零厚度的線段或者平面來代替裂隙，煤巖的損傷主要發生在基質中，天然裂隙或其他節理不會出現損傷。使用矩形或者很薄的長方體表征裂隙，可以設置裂隙的強度參數和根據破壞準則判斷破壞類型。不過，使用成百上千的矩形或者長方體的話，網格單元數量比較多，對計算機配置有較高的要求。COMSOL中比較容易生成離散裂隙網絡（DFN)，模型計算量會小一些。下面幾幅圖是實驗室、現場水力壓裂裂縫擴展的效果展示圖。

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在ANSYS中計算裂縫應力強度因子的技巧

在ANSYS中計算裂縫應力強度因子的技巧裂縫應力強度因子用ANSYS中怎么求呀。另外，建模時，裂紋應該怎么處理呀，難道只有畫出一條線嗎？首先說一下裂紋怎么畫，其實裂紋很簡單啊。只要畫出裂紋的上下表面（線）就可以了，即使是兩個面（線）重合也一定要是兩個面（線）；如果考慮道對稱模型就更好辦了，裂紋尖點左面用一個面（線），右邊用另外一個面（線），加上對稱邊界約束。再說一下裂尖點附近網格的劃分。ansys提供了一個kscon的命令，主要是使得crack tip的第一層單元變成奇異單元，用來模擬斷裂奇異性(singularity)。當然這個步驟不是必須的，有的人說起用ansys算強度因子的時候就一定要用奇異單元，其實是誤區（原因下面解釋）好了，回到強度因子的計算。其實只要學過一些斷裂力學都知道，K的求法很多。就拿Mode I的KI來說吧，Ansys自己提供了一個辦法（displacement extrapolation），中文可能翻譯作“位移外推”法，其實就是根據解析解的位移公式來對計算數據進行fitting的。分3步走，如果你已經算完了：第一步，先定義一個crack-tip的局部坐標系，這是ansys幫助文件中說的，其實如果你的裂紋尖端就是整體坐標原點的話，而且你的x-axis就順著裂紋，就沒有什么必要了。第二步，定義一個始于crack-tip的path,什么什么？path怎么定義？？看看幫助吧，在索引里面查找fracture mechanics，找到怎么計算斷裂強度因子。（my god,我這3步全是在copy幫助中的東東啊）。第三步，Nodal Calcs>Stress Int Factr ，別忘了，這是在后處理postproc中啊。

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【ANSYS技巧】如何巧妙的在Workbench 中擴展結果顯示

很多模型的分析需要使用2D方式或1/4或者一半模型來計算，這樣能大大簡化計算過程，在Workbench中如何能將結果完整的顯示，下面來介紹一下。注：該方法為Workbench的Beta選項，需要打開其功能，設置方法：在Workbench的Tools中選擇options，選擇Appearance，勾選Beat Options即可出現相應的功能。 2D軸對稱的擴展顯示對于一些圓柱型體的分析，采用2D軸對稱方式能更快的獲取結果，分析中先在DM模塊繪制2D模型，注意一定要將2D模型放置在XY平面上,Y軸位默認為軸對稱線。如圖1所示。設置計算類型為2D，一定要在打開后面界面之前設置，否則設置的2D類型就不起作用了。如圖2所示。計算完畢后查看結果設置對稱擴展顯示在symmetry中設置，將默認的type設置為2D Axisymmetric，如圖3所示，則默認的結果就是圓柱體的全部顯示，更改重復數量和角度間隔可以獲取相應的顯示效果，如更改數量為27，角度為10則結果為270度顯示，如圖4和圖5所示。圖1 2D平面模型圖2 設置分析類型圖3 設置對稱擴展方式圖4設置對稱擴展數量圖5 擴展結果 3D對稱的擴展顯示三維方式的對稱結果擴展顯示相比而言，其可選項較多，以兩端支撐梁受力變形為例，分析采用一半的模型分析，如圖6所示。模型分析以綠色端面為對稱面，則結果如圖7所示。擴展顯示時設置symmetry的相關選項，此時對稱選項的相關設置不影響結果，僅僅是對結果的顯示的后處理，而symmetry Region的設置是影響結果的，設置對稱面的法向后得到結果，如圖8所示。

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Ansys 將 Rocky DEM 添加到組合中，擴展和增強多物理場仿真以包括粒子動力學

充滿可能性的世界從農田到工廠，從礦山到制藥和醫學實驗室，Ansys Rocky 的機會似乎無窮無盡。我們期待與 Rocky 團隊更緊密地合作，將粒子動力學應用擴展到 DEM 的傳統范圍之外。文章來源：ansys博客

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COMSOL實現水力壓裂過程中復雜裂縫擴展

目前使用comsol實現水力壓裂的方法主要是相場法與連續介質損傷方法，相場法的實現比較復雜，不過一些學者已經把模型代碼部分開源，幫助我們學習。連續介質損傷方法發展的比較早，其中國產軟件RFPA在這方面做的比較好。目前線彈性損脆性或者軟化模型使用的比較多，對于頁巖、花崗巖水力壓裂一般使用脆性損傷模型。而對于煤這種軟巖，脆性模型有時候并不適用。基于煤破壞峰后軟化行為，軟化損傷模型比脆性模型更適用煤。