裂紋平板ansys的案例
基于ANSYS APDL的有裂紋平板問題的斷裂力學仿真（PLANE183）
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 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 基于XFEM技術模擬二維平板疲勞裂紋擴展-Abaqus軟件（附視頻教程）
【模型信息】一塊二維平板的幾何信息和材料的參數、初始損傷判據和演化準則、分析步以及載荷邊界條件設置如下圖所示：
------注意----注意--- 這里最大主應力在下文輸入的是84.4MPa，因為PPT是我個人資料，所以大家按照下文來做----
【cae操作步驟】
首先先建立一個二維平板和初始裂紋的幾何模型，在Part模塊中操作：
（1）二維平板幾何模型：如圖1所示，進入CAE界面后，點擊create part，進入create part的編輯界面，為二維平板幾何模型命名為plate，選擇2D Planar（即此模型為二維模型），Deformable可變形的Shell模型，因為我們的二維平板規格為3X3m，一般的輸入值為模型最大尺寸的5-10倍左右較為合適，所以我選擇輸入值為20作為大約尺寸。點擊continue，進入畫圖界面，點擊按鈕，以對角點兩點建立矩形，我們在坐標輸入框中輸入二維平板幾何模型的兩點對角點，首先輸入（-1.5，-1.5）【不用輸入括號】，按回車鍵完成一點輸入，再輸入第二點（1.5,1.5）【不用輸入括號】，按回車完成第二點輸入，最后點擊一下鼠標中鍵完成二維平板幾何模型的建立。
（2）初始裂紋幾何模型：如圖2所示，點擊create part，進入create part的編輯界面，為初始裂紋幾何模型命名為initial crack，選擇2D Planar（即此模型為二維模型），Deformable可變形的wire模型，因為我們的二維平板規格為3X3m，一般的輸入值為模型最大尺寸的5-10倍左右較為合適，所以我選擇輸入值為20作為大約尺寸。
展開 平板聲學分析Ansys
檢測到結構模型的固有頻率
/post26
plcplx,0
nsol,2,1,u,x,d1ux
store
conjug,3,2
prod,4,2,3
sqrt,5,4
*get,uxmx,vari,5,extrem,tmax
/COM -------------------------------------------------------------
/COM Expected Result:
/COM
/COM The following "uxmx" should equal
/COM -------------------------------------------------------------
*status,uxmx
finish
平板的聲學分析Ansys.doc
展開 
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 基于ANSYS經典界面的受拉平板的蠕變分析
本文給出一個例子，該例子十分簡單，是對一個900度下的受拉平板做蠕變分析。
該例子來自于《ANSYS機械工程應用精華50例》的第22個例子。【（第三版），高耀東，劉學杰主編，電子工業出版社，2011.】，本文主要對其加強了顯示部分和講解部分，以便用戶能更清晰地理解其分析過程。
================================================================
[問題描述]
一矩形平板，左端固定，右端作用有恒定壓力P=100MPa，平板長100mm，高30mm，材料的彈性模量是2e5MPa,泊松比是0.3，
蠕變方程是：，要分析在900度下，10萬秒后平板的位移情況。
【問題分析】
此問題屬于材料非線性的結構靜力學分析。
模型十分簡單，是薄板，平面應力問題，創建長方體后劃分網格即可以得到有限元模型.
材料模型：要定義蠕變參數。
用兩種方式進行比較，一種是有蠕變發生的，一種是沒有蠕變發生的。
【問題求解】
1. 前處理
（1.1）創建單元類型
/prep7
et,1,plane42
上述命令進入到前處理器，并創建了單元類型plane42,默認是平面應力問題。
（1.2）定義材料模型
mp,ex,1,2e5
mp,prxy,1,0.3
tb,creep,1
tbdata,1,5e-23,7
上述命令首先定義了材料的彈性模量與泊松比，然后定義了蠕變模型，并給定了兩個系數。
（1.3）創建幾何模型
rect,1,100,0,30
上述命令繪制一個矩形。
展開 帶孔等厚平板ansys 分析源代碼和例子
機械分析源代碼
ANSYS與ABAQUS比較之實例8---帶孔平板的熱應力分析1
本博文是關于ANSYS與ABAQUS比較之系列博文，本例子使用ABAQUS做熱應力分析，后面會使用ANSYS對同一個問題做熱應力分析。
【問題描述】
一個帶孔平板結構如下圖
該平板上邊沿固定，左右兩邊是滾動支座支撐。該板的初始溫度是25度，現在要求當溫度升高到150度時，板中的應力分布。
已知：材料的彈性模量是2e9pa, 泊松比是0.3,熱膨脹系數是1.35e-5/度。
【問題分析】
1.
分析類型。這是一個平面應力問題，應力的產生是因為溫度的變化導致產生了熱應變，而該熱應變又被約束限制導致熱應力的產生。
2.
非線性考慮。只有一個物體，不存在接觸非線性；沒有材料非線性；沒有幾何非線性。總之，這就是一個最簡單的線彈性分析。
3. 幾何建模。由于該結構左右對稱，只取一半研究。
4.
邊界條件。除了常規的位移邊界條件以外，對該板施加預定義溫度場25度，而在第一個分析步修改該溫度場的溫度為150度。
【求解過程】
1. 創建部件
只取一半建模，它是一個二維的可變形部件。
2. 定義材料屬性
只需要定義彈性模量，泊松比及線膨脹系數。
3. 定義截面屬性
創建均質的實體截面，并將上述材料屬性賦予給它，然后將該截面屬性賦予給前面的部件。
4. 裝配部件
唯一的部件，導入到裝配即可。
5.設置分析步
兩個分析步。
新創建的分析步是最一般的靜力學通用分析步。
6.定義載荷和邊界條件
首先定義位移邊界條件，在初始分析步中，固定上邊，左右兩邊施加X方向的位移限制。
使用預定義場確定溫度。
對整塊板施加25度的初始溫度。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例4---圓壓頭與平板的接觸分析1
本文是ANSYS與ABAQUS比較之系列篇，本文是第四篇，關注的是在接觸分析方面二者的異同。
由于分析比較復雜，該比較分為兩篇來說明。本篇1是使用ABAQUS進行求解的過程，下篇2則是用ANSYS求解的過程，比較的結果將在下篇2中給出。
--------------------------------------------------------------------------------------
【問題描述】
一半徑為10mm的圓形薄片，壓在一90mm*30mm的矩形板頂邊中間。在圓片上施加一個6KN的集中力，使得圓片壓在矩形板上，現在要求分析模型的受力狀態。
已知：矩形板材料為鋼材，彈性模量為210GPA,泊松比為0.3；圓形薄片相當剛硬，可以看做是剛體；在圓片和矩形板之間沒有摩擦。
（該問題來自于張建華，丁磊的《ABAQUS基礎入門與案例精選》，電子工業出版社，2012.6）
---------------------------------------------------------------------------------------
【ABAQUS6.14的求解要點】
本問題是一個靜力學問題，而且屬于一個平面應力問題，對于板使用平面應力單元，對于圓形薄片則使用解析剛體。
該問題還是一個接觸分析問題，它是非線性問題的一種。對于接觸設置為無摩擦的接觸。
由于結構關于Y軸對稱，為了提高計算效率，可以進一步只取右半邊來分析。
為了保證接觸收斂，在加載時，使用兩個分析步，第一個分析步加載10N，第二個分析步加載到6KN。
【ABAQUS6.14的求解過程】
1 創建部件
本步驟要創建圓形薄片和矩形板，由于對稱，都只創建一一半。
對于圓形薄片，使用解析剛體，以表達其不可變形的效果。
展開 ANSYS與ABAQUS比較之實例4---圓壓頭與平板的接觸分析2
（14）查看變形，變形最大值為0.17534mm
（15）查看應力，應力最大值為902.81MPa
4.Abaqus與ANSYS的結果分析及討論
（1）從收斂上看，二者都能快速收斂；
（2）從結果上看，由上篇在ABAQUS中計算得出的應力為606.5MPa，而在ANSYS中得出的應力為902.81MPa，ANSYS計算的米塞斯應力是ABAQUS計算的米塞斯應力的1.5倍，這相對誤差是比較大的，至于哪個軟件計算的值更接近真實應力，此時無法比較，因為材料已經屈服，除非設置材料的塑性行為，且與實驗做比較才知道誰更接近真實值，有興趣的朋友可以對比下。
--------------------------------------------------------------------------------------
【李祖吉】
來源：宋博士的博客，版權歸作者所有。
展開 ANSYS實例 | 剛平板壓縮橡膠的非線性分析——接觸、材料和幾何非線性
二、GUI步驟
1．進入ANSYS
程序→ ANSYS (版本號)→ ANSYS Product Launcher→ 改變working directory到指定文件夾→ 在job name輸入：Rubber。
ANSYS Workbench 裂紋分析案例
背景知識
傳統的強度設計思想把材料視為無缺陷的均勻連續體，而實際工程構件中存在多種缺陷，斷裂力學是從20世紀50年代末期發展起來的一門彌補了傳統強度設計思想嚴重不足的新的學科，是專門研究含缺陷或裂紋的物體在外界條件作用下構件的強度、裂紋擴展趨勢以及疲勞壽命的科學。斷裂力學是從構件內部具有初始缺陷這一實際情況出發，研究在外部荷載下的裂紋擴展規律，從而提出帶裂紋構件的安全設計準則。
圖1裂紋的分類
使用彈性力學方法可以求得，在裂紋尖端處的應力的解析解為無窮大，此時應力值已經失去意義，一般采用應力強度因子作為判斷結構是否安全的指標。目前的斷裂力學研究主要集中在I型裂紋的開裂，數值計算工具也多集中在I型裂紋的計算上，因此以I型裂紋為例。
圖2裂紋尖端坐標系
含有裂紋的無限大平板的I型裂紋尖端附近的應力為：
其中，K1叫I型裂紋的應力強度因子。
ANSYS Workbench裂紋分析案例
1、建立一個靜力分析步，材料使用默認，需要說明的是，現有計算技術下，斷裂力學計算一般都采用線彈性材料，考慮到斷裂中塑性區一般都不大，線彈性的假設還是可以接受的;
2、建立幾何模型，本案例使用DesignModeler建立幾何模型;
3、劃分網格，必須采用四面體網格。本文劃分單元特征尺寸1mm。
4、劃分網格完成以后，首先進行一次靜力計算，確保所有設置正確，對ANSYS Workbench 比較熟悉的同學可以省略這一步，靜力計算時，試件的兩個端面一個約束位移，另一個施加力1000N，方向沿試件軸向，使試件受拉。分析設置如圖所示，可以看出，網格、約束、荷載等設置正常。
展開 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
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 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 