ansys應(yīng)力強(qiáng)度的案例
基于ANSYS的裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度
基于ANSYS的裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度
a 裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度KI研究的意義
b 裂紋尖端KI的計(jì)算方法
c 裂紋尖端應(yīng)力奇異性處理
d ANSYS計(jì)算過程及結(jié)果
1、裂紋尖端斷裂力學(xué)參數(shù)研究意義
v 隨著現(xiàn)代高強(qiáng)材料和大型結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，一些按傳統(tǒng)強(qiáng)度理論和常規(guī)方法設(shè)計(jì)、制造的產(chǎn)品，發(fā)生了不少重大斷裂事故。 v20世紀(jì)50年代，美國(guó)北極星導(dǎo)彈固體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)射時(shí)發(fā)生低應(yīng)力脆斷。 v1965年，英國(guó)某大型合成塔在水壓試驗(yàn)時(shí)斷裂成兩段。 事故調(diào)查發(fā)現(xiàn) →斷裂起源于構(gòu)件中裂紋
va 傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論
缺陷：傳統(tǒng)強(qiáng)度理論并沒有考慮材料中是否有缺陷，對(duì)有缺陷的材料，對(duì)其安全可靠性不能做出正確的判斷。
b v工程中常見的幾種裂紋
K反映了裂紋尖端應(yīng)力場(chǎng)的強(qiáng)弱程度
c K斷裂準(zhǔn)則
為材料的斷裂韌性
(1)確定含裂紋構(gòu)件的臨界載荷。G，a，KIC → Fc
(2) 確定裂紋的極限尺寸。G，F(xiàn)，KIC → a
(3) 確定帶裂紋構(gòu)件的安全性。
2、裂紋尖端KI的計(jì)算方法
解析法
f(a,w,…)為幾何修正系數(shù)
缺陷：適用于幾何簡(jiǎn)單的板類，桿類，梁類構(gòu)件；對(duì)于較復(fù)雜得構(gòu)件，無(wú)法得到正確的解析解 。
結(jié)論：
v驗(yàn)證了1/4節(jié)點(diǎn)處理裂紋尖端奇異性是可以的。 v
在數(shù)值法計(jì)算中，隨著平板尺寸的增大，KI的值逐漸接近于解析值。
展開 在ANSYS中計(jì)算裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子的技巧
在ANSYS中計(jì)算裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子的技巧
裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子用ANSYS中怎么求呀。另外，建模時(shí)，裂紋應(yīng)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(shí)裂紋很簡(jiǎn)單啊。只要畫出裂紋的上下表面（線）就可以了，即使是兩個(gè)面（線）重合也一定要是兩個(gè)面（線）；如果考慮道對(duì)稱模型就更好辦了，裂紋尖點(diǎn)左面用一個(gè)面（線），右邊用另外一個(gè)面（線），加上對(duì)稱邊界約束。
再說一下裂尖點(diǎn)附近網(wǎng)格的劃分。ansys提供了一個(gè)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(dāng)然這個(gè)步驟不是必須的，有的人說起用ansys算強(qiáng)度因子的時(shí)候就一定要用奇異單元，其實(shí)是誤區(qū)（原因下面解釋）
好了，回到強(qiáng)度因子的計(jì)算。其實(shí)只要學(xué)過一些斷裂力學(xué)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(gè)辦法（displacement extrapolation）
，中文可能翻譯作“位移外推”法，其實(shí)就是根據(jù)解析解的位移公式來對(duì)計(jì)算數(shù)據(jù)進(jìn)行fitting的。分3步走，如果你已經(jīng)算完了：
第一步，先定義一個(gè)crack-tip的局部坐標(biāo)系，這是ansys幫助文件中說的，其實(shí)如果你的裂紋尖端就是整體坐標(biāo)原點(diǎn)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(gè)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(jì)算斷裂強(qiáng)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。
展開 ANSYS在壓力容器行業(yè)的應(yīng)用-應(yīng)力強(qiáng)度分析
主應(yīng)力差：
S
12
=
σ
1
-
σ
2
S
23
=
σ
2
-
σ
3
S
31
=
σ
3
-
σ
1
應(yīng)力強(qiáng)度：
S
=
Max{|S
12
|,|S
23
|,|S
31
|}
總體一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度極限為KSm，局部一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度極限為1.5KSm（對(duì)錐殼小端為1.1KSm），一次薄膜加一次彎曲應(yīng)力強(qiáng)度極限為1.5KSm，一次薄膜應(yīng)力強(qiáng)度加二次彎曲應(yīng)力強(qiáng)度極限為3.0Sm，一次+二次+峰值應(yīng)力強(qiáng)度極限為2Sa。Sm為許用應(yīng)力強(qiáng)度，Sa為許用應(yīng)力幅值。K為載荷系數(shù)，設(shè)計(jì)工況下K=1, 液壓試驗(yàn)工況K=1.25。
應(yīng)力分析結(jié)果
圖5給出了模型在設(shè)計(jì)工況下的應(yīng)力分布圖，由圖可知，最大應(yīng)力值都位于接管N4a與殼體相交外圓角處。
圖5-設(shè)計(jì)工況下應(yīng)力分布圖
應(yīng)力強(qiáng)度評(píng)定
圖6~11給出了設(shè)計(jì)工況下線性化路徑圖。表2給出了線性化結(jié)果。
展開 Ansys workbench應(yīng)力集中位置的靜強(qiáng)度評(píng)估對(duì)比
幾何模型如圖所示，楊氏模量2.1X1011pa，屈服強(qiáng)度355MPa，抗拉強(qiáng)度450MPa，斷后伸長(zhǎng)率20%。左邊固定，右邊施加1000N垂直向下的力，計(jì)算材料的安全系數(shù)。
一、載荷約束如圖所示
二、通過軟件分析得到的應(yīng)力收斂解為188.01MPa，安全系數(shù)n1=1.89。
三、使用名義應(yīng)力法對(duì)倒角最大處求解名義應(yīng)力
對(duì)應(yīng)力最大位置獲取力矩為37000N*mm，慣性矩為810mm^4，形心距為3mm，抗彎截面系數(shù)為300 mm^3。即可獲得最大點(diǎn)處的名義應(yīng)力為137MPa。安全系數(shù)為n2=355/137=2.6。
三、根據(jù)《德國(guó)FKM強(qiáng)度評(píng)估指南》
3.1、
3.8、FKM中材料利用率與安全系數(shù)互為倒數(shù)，n3=3.4
4、通過對(duì)三種分析結(jié)果判斷
n3 >n2>n1
3.4 >2.6 >1.89
FKM安全系數(shù)最大，收劍解安全系數(shù)最小。
展開 
ANSYS workbench中的應(yīng)力如何對(duì)應(yīng)四種強(qiáng)度理論？(二)
材料力學(xué)中詳細(xì)列出了四種強(qiáng)度理論, 那么在workbench中如何將四種強(qiáng)度理論對(duì)應(yīng)展示出來呢?
在ansys workbench中結(jié)果提供了默認(rèn)的幾種應(yīng)力結(jié)果，參考前面的文章，其實(shí)在結(jié)果中還可以插入自定義的結(jié)果來表達(dá)應(yīng)力，因?yàn)樗械?em>應(yīng)力都是由三個(gè)方向的正應(yīng)力和三個(gè)方向的切應(yīng)力組成的，那么就可以通過自己編輯表達(dá)式的方法來加載了，可以分別提取四種強(qiáng)度理論對(duì)應(yīng)的應(yīng)力了，具體參考方法如下圖所示
在結(jié)果中insert/user defined result/Expression中填寫對(duì)應(yīng)的強(qiáng)度理論表達(dá)式
1. 第一強(qiáng)度理論（最大拉應(yīng)力理論）
核心思想：材料破壞由最大拉應(yīng)力引起，當(dāng)構(gòu)件內(nèi)某點(diǎn)的最大拉應(yīng)力達(dá)到單向拉伸的極限應(yīng)力（如屈服強(qiáng)度 σ?或強(qiáng)度極限 σ?）時(shí)，材料發(fā)生破壞。
等效應(yīng)力 σ? = max (σ?)
（σ?為第一主應(yīng)力，只考慮拉應(yīng)力，壓應(yīng)力不參與破壞判斷）
適用場(chǎng)景：脆性材料（如鑄鐵、玻璃）的拉伸破壞，不適用塑性材料。
ANSYS 中表達(dá)式：S1（或者默認(rèn)的maximum principal stress）
2. 第二強(qiáng)度理論（最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變理論）
核心思想：材料破壞由最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變引起，當(dāng)構(gòu)件內(nèi)某點(diǎn)的最大伸長(zhǎng)線應(yīng)變達(dá)到單向拉伸的極限應(yīng)變時(shí)，材料發(fā)生破壞。
等效應(yīng)力 σ? = σ? - μ(σ? + σ?)
σ?、σ?、σ?為主應(yīng)力，μ 為泊松比
適用場(chǎng)景：脆性材料在單向壓縮或受約束的拉伸情況下（如混凝土受壓、巖石受圍壓），實(shí)際應(yīng)用較少。
ANSYS 中表達(dá)式：s1-0.3*(s2+s3)
3.
展開 基于單元應(yīng)力的應(yīng)力強(qiáng)度因子外推法
表1 基于應(yīng)力的外推法數(shù)據(jù)表
圖5 基于應(yīng)力的外推法計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子
以上就是基于應(yīng)力外推裂尖應(yīng)力強(qiáng)度因子的入門介紹，后期會(huì)更新更多斷裂相關(guān)內(nèi)容，一起加油吧~
應(yīng)力強(qiáng)度因子手冊(cè)
應(yīng)力強(qiáng)度因子手冊(cè)3.rar
應(yīng)力強(qiáng)度因子手冊(cè)1.rar
應(yīng)力強(qiáng)度因子手冊(cè)2.rar
基于節(jié)點(diǎn)位移的應(yīng)力強(qiáng)度因子外推法
今天木木給大家分享的是基于節(jié)點(diǎn)位移求解應(yīng)力強(qiáng)度因子，相比于上一期出的基于單元應(yīng)力求解應(yīng)力強(qiáng)度因子得出的結(jié)果更加接近解析解。這一期包括以下內(nèi)容：（1）簡(jiǎn)要講述INP文件（2）運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行線性擬合（3）對(duì)裂尖數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理。
xfem輸出應(yīng)力強(qiáng)度因子
使用ABAQUS中的xfem裂紋，在歷程輸出中選擇輸出應(yīng)力強(qiáng)度因子，但是顯示出錯(cuò)，沒找到裂紋前端
仿真應(yīng)用 | 基于Fatigue Tool應(yīng)力疲勞強(qiáng)度評(píng)估
結(jié)論
Workbench自帶的Fatigue Tool能準(zhǔn)確進(jìn)行疲勞強(qiáng)度評(píng)估。
Fatigue Tool設(shè)置簡(jiǎn)單，易學(xué)易用，但功能可能受限，因此ANSYS公司和HBM公司合作推出了ANSYS nCode DesignLife疲勞分析模塊，具有強(qiáng)大的疲勞分析能力。
文章來源于南京安世亞太，作者小刀
斷裂力學(xué)—有限寬板含雙邊裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子計(jì)算 ￥19.89
σ
σ
圖 C-3-4（取 1/4 研究）
應(yīng)力強(qiáng)度因子的理論解： KI ? ???a ??
1、 計(jì)算不同載荷下的應(yīng)力強(qiáng)度因子的數(shù)值解和理論解，列表給出各種情況的數(shù)值解和理論解，并畫比較圖。
厚度t ? 1mm ， a ? 5mm,b ? 80mm,c ? 200mm ，?? 25MPa , 26MPa , 27MPa , 28MPa ,
29MPa
2、 計(jì)算不同板寬時(shí)應(yīng)力強(qiáng)度因子的數(shù)值解和理論解，列表給出各種情況的數(shù)值解和理論解，并畫比較圖。
載荷?? 10MPa ， a ? 11mm, c ? 200mm 。 每個(gè)人都計(jì)算b / a ? 4、4.2、4.4、4.6、4.8 時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度因子。
3、 計(jì)算不同板長(zhǎng)時(shí)應(yīng)力強(qiáng)度因子的數(shù)值解和理論解，列表給出各種情況的數(shù)值解和理論解，并畫比較圖。
載荷?? 10MPa ， a ? 6mm,b=76mm 。每個(gè)人都計(jì)算c / b ? 2.2、2.4、2.6、2.8、3 時(shí)的應(yīng)力強(qiáng)度因子。
展開 
計(jì)算三維問題的應(yīng)力強(qiáng)度因子的程序
/COM,ANSYS MEDIA REL. 60 (090601) REF. VERIF. MANUAL: REL. 60
/VERIFY,VM143
*CREATE,FRACT,MAC
/NOPR
NSEL,ALL
*GET,N,NODE,,NUM,MAX ! CURRENT MAXIMUM NODE NUMBER
CMSEL,S,CRACKTIP ! SELECT THE TIP NODES
ESLN ! ANY ELEMENTS ATTACHED
*GET,ELMAX,ELEM,,NUM,MAX ! CURRENT MAXIMUM ELEMENT NUMBER
*DO,IEL,1,ELMAX ! LOOP ON MAX ELEMENT
ELMI=IEL
*IF,ELMI,LE,0,EXIT ! NO MORE SELECTED
*GET,ELTYPE,ELEM,ELMI,ATTR,TYPE ! GET ELEMENT TYPE
*IF,ELTYPE,NE,ARG1,CYCLE ! CHECK FOR SELECTED ELEMENT
N3 = NELEM(ELMI,3) ! GET NODE 3 (K)
*IF,NSEL(N3),LE,0,CYCLE ! IT MUST BE SELECTED
N7 = NELEM(ELMI,7) ! GET NODE 7 (L)
*IF,NSEL(N7),LE,0,CYCLE ! IT MUST ALSO BE SELECTED
N1 = NELEM(ELMI,1) ! GET NODE 1 (I)
N2 = NELEM(ELMI,2) ! GET NODE 2 (J)
N5 = NELEM(ELMI,5) !
展開 材料強(qiáng)度理論（含應(yīng)力分析）
01 應(yīng)力張量
02 斜截面應(yīng)力
03 主應(yīng)力（特征值）
主應(yīng)力滿足方程：
求解行列式，可得三個(gè)主應(yīng)力：
展開行列式：
04 八面體應(yīng)力
八面體總應(yīng)力：
八面體正應(yīng)力：
八面體切應(yīng)力：
05 主應(yīng)力空間
06 Tresa強(qiáng)度準(zhǔn)則&Mises強(qiáng)度準(zhǔn)則
07 莫爾-庫(kù)侖強(qiáng)度準(zhǔn)則
08 Drucker-Prager強(qiáng)度準(zhǔn)則
一個(gè)斷裂分析實(shí)例（J積分和應(yīng)力強(qiáng)度因子）
只有計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子才需要。這里只需要保證全局坐標(biāo)系的X方向與裂紋平行就是了。
csys,0
！這里應(yīng)該有一個(gè)定義path，這里沒有寫出。
ABAQUS xfem裂紋擴(kuò)展計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子
Delete or suppressthe interaction, or change the crack to allow growth.輸入文件未生成，作業(yè)未提交分析
想請(qǐng)教一下，這個(gè)應(yīng)該怎么改，未勾選允許裂紋生長(zhǎng)，想要輸出應(yīng)力強(qiáng)度因子，但是一值提交不上
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