ansys表面裂紋擴展的案例
【EDF開源CAE】應用擴展有限元方法（XFEM）在Code_Aster中進行金屬管道內表面的裂紋分析
案例介紹
斷裂是材料構件破壞的重要形式之一，宏觀的裂紋起源于材料中的微觀缺陷。當宏觀的裂紋發生失穩擴展貫穿整個構件時，材料就發生了斷裂。因此裂紋的擴展是斷裂力學研究的重點之一。
傳統的斷裂力學在進行裂紋的模擬時，必須生成含裂紋的網格。當要進行大批量的裂紋處理或者進行改變裂紋位置、大小、形狀的批量計算時，每次都要重復制作相應的網格，這增加了模擬的時間成本。
構件中裂紋的表示圖
擴展有限元（eXtended Finite Element Method, XFEM）是在21世紀初期提出的一種求解不連續力學的問題一種數值方法。
它通過選取不連續的形函數作基元函數來表征計算域中的不連續性，所使用的網格不需要考慮裂紋的存在，而是網格生成后再添加裂紋的屬性，研究不同屬性的裂紋也就不需要生成新的網格，這大大提高了研究不同裂紋的效率。
本案例使用Code_Aster的擴展有限元方法研究一個金屬管道內表面的一個裂紋，以Heviside函數來表示界面的不連續位移場，簡化了網格生成，也消除了傳統有限元方法中隊裂紋定義的約束。
模擬過程
使用Code_Aster的整體計算步驟如下圖：
XFEM方法裂紋分析主要步驟
本算例的幾何模型采用的是一個內徑為384mm外徑為628mm的圓筒。在該金屬圓筒的內表面，存在一個半橢圓形的平面裂紋，長軸方向沿金屬管道軸向，整個管道在一定的內部的壓力作用下變形。
展開 ANSYS WORKBENCH疲勞裂紋擴展分析
接上一案例，采用ANSYS WORKBENCH進行疲勞裂紋擴展分析，模型參數與上一案例相同。
當采用圖示模型進行計算時，會有如下報錯信息。
于是依據模型對稱性，修改模型如下。
WORKBENCH中疲勞裂紋擴展基于應力強度因子形式的paris公式，相應材料參數中需添加圖示參數C和m。
ANSYS中提供了兩種疲勞裂紋擴展壽命計算方式，即固定裂紋擴展距離，計算每次擴展對應循環次數；或固定循環次數，計算相應循環次數對應裂紋擴展距離。
在Fracture下分別設置相應初始裂紋及裂紋擴展參數。
分析設置中修改Fracture Controls設置。
計算結果可獲取圖示的裂紋擴展距離、裂紋擴展壽命曲線及相應曲線的數值。
展開 改進型緊湊拉伸試樣疲勞裂紋擴展分析-ANSYS Workbench ￥3
研究的主要目標是展示裂紋擴展路徑的數值模型，并研究孔洞對改進型緊湊拉伸試樣（MCTS）在恒定振幅載荷條件下疲勞裂紋擴展和疲勞壽命的影響。研究使用了ANSYS Mechanical (Workbench)軟件，利用ANSYS中的智能裂紋擴展技術來準確預測裂紋擴展路徑和相關的疲勞壽命。巴黎定律模型被用來評估不同配置的MCTS在線性彈性斷裂力學（LEFM）假設下的混合模式疲勞壽命。這種方法涉及準確評估應力強度因子（SIFs）、裂紋擴展路徑，并通過增量裂紋擴展分析進行疲勞壽命評估。疲勞裂紋擴展結果表明，疲勞裂紋總是被孔洞吸引，因此它要么只能彎曲其路徑并向孔洞擴展，要么只能在孔洞丟失后從孔洞處漂浮并進一步擴展。在混合模式載荷條件下的裂紋擴展軌跡方面，本研究的結果與文獻中發表的幾項裂紋擴展實驗結果相似，這些實驗觀察到了類似的結果。
3. : Setup
拖動Static Structural Analysis 到 ANSYS Workbench中:
4. : Engineering Data (Material Model)
o 選擇的材料為"SAE 1020 Carbon Steel".
展開 ARCAN 試樣靜態裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench ￥3
本教程包括 ARCAN 樣本的逐步靜態裂紋擴展分析。
步驟 1：概述
在復雜的飛機結構中，裂紋擴展很少以耐久性和損傷容限分析 (DADTA) 中假設的理想方式擴展。通常，施加的載荷并不垂直于裂紋成核特征和隨后的裂紋擴展。這種情況稱為混合型裂紋擴展，或更籠統地說，三維 (3D) 裂紋擴展。大多數 DADTA 僅假設 I 型載荷；因此，工程判斷用于估計理想模型中存在的誤差量。需要更好地了解混合型疲勞裂紋擴展，以設計更好的裂紋預測模型。在混合型疲勞裂紋擴展領域發表的研究成果很少，阻礙了更新、更準確的 DADTA 的開發。
第 2 步：設置
在 ANSYS Workbench 主菜單上拖放靜態結構分析：
步驟3：工程數據（材料模型）
本教程選定的材料是“SAE 1020 碳鋼”。
材料模型由各向同性彈性、拉伸屈服強度和拉伸極限強度組成。
步驟 4：幾何（SpaceClaim 模型）
在 SpaceClaim 上創建的厚度為 1.01 毫米的 ARCAN 樣本的尺寸如下所示：
步驟 5：定義裂縫（命名選擇）
在定義裂紋前沿和裂紋表面時，下圖中可見的邊緣和表面被用作命名選擇：
步驟 6：定義裂紋（預網格裂紋和 SMART 裂紋擴展）
利用上一步創建的命名選擇，“預網格裂紋”定義如下：
具有靜態裂紋擴展選項和 600 MPA.mm ^ (0.5) 應力強度因子的“SMART 裂紋擴展”已通過預網格裂紋定義：
步驟 7：網格操作
已實施“面片符合方法”和“裂紋前沿細化”的默認網格操作。
展開 
改進的緊湊拉伸試樣的疲勞裂紋擴展分析 - ANSYS Workbench ￥3
步驟 4：幾何（SpaceClaim 模型）
在 SpaceClaim 上創建的改進型壓縮拉伸試樣 (MCTS) 的尺寸如下所示：
步驟 5：定義裂縫（命名選擇）
為了定義裂紋邊緣和表面，必須使用“命名選擇”菜單：
在定義裂紋前沿和裂紋表面時，下圖中可見的邊緣和表面被用作命名選擇：
步驟 6：定義裂紋（預網格裂紋和 SMART 裂紋擴展）
Ansys Mechanical SMART 裂紋擴展技術介紹與應用【今日16:00直播】
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展開 基于ansys/LS-DYNA的聚能裝藥爆破以及裂紋擴展k文件 ￥49
聚能裝藥爆破；裂紋擴展；預裂爆破；
聚能PVC管；2#巖石乳化炸藥；巖體采用HJC模型；
爆轟波作用于炮孔壁，產生初始的壓碎區，聚能方向的裂紋擴展主要由爆生氣體作用產生。
當爆生氣體壓力大于巖石動態抗拉強度時，巖石單元受拉破壞.
技術鄰周報Q13：裂紋擴展/ABAQUS/復合材料/LS-DYNA/疲勞分析/Digimat/數字化/Ansys...
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1、含節理的巖石內乳化炸藥不耦合爆炸引起的巖石裂紋擴展
作者：LSDYNA+
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1817399
巖石爆破是利用炸藥的爆炸作用對巖石施加荷載，使巖石破壞的力學過程。在開礦、地鐵掘進、隧道工程、建筑物爆破拆除中有廣泛的應用。該類問題很難通過試驗進行測試，因此需要通過仿真獲得精確的結果。
2、基于ABAQUS分析結果的Isight試驗數據擬
作者：凌云
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1817481
有限元仿真已廣泛應用于土木工程各領域，仿真計算與模型試驗成為推動結構工程模擬發展的基本手段。隨著分析技術的更新，計算結果的準確度與精度不斷提高。用試驗數據標定計算參數已經成為大型工程批量仿真模擬的常用方法。
3、基于LS-DYNA的復合材料防撞梁正碰剛性墻仿真
作者：
丫了個芭比
鏈接：https://www.yqgqt.org.cn/content/post/1817830
實驗表明，若汽車整車重量降低10%，燃油效率可提高6%—8%；汽車整備質量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升；汽車重量降低1%，油耗可降低0.7%。而在駕駛方面，汽車輕量化后其加速性能也將得到提高，而在碰撞時由于慣性小，制動距離也將減少。此外，車輛每減輕100公斤，二氧化碳排放可減少約5克/公里。這些數據顯示出輕量化設計具備這樣三個優點：節油、減排、提升駕駛樂趣。輕量化材料主要包括碳纖維、鋁合金、鎂合金、鈦合金、工程塑料、復合材料和高強度鋼等，主要用來改造和替代車身材料。
展開 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
