斷裂力學計算
關注創建者：張老師 創建時間：2016-02-18
斷裂力學計算的視頻教程
ABAQUS管道環向橢圓裂紋斷裂參量計算-應力強度因子K、J積分、蠕變參量Ct
實戰演練-斷裂力學參量計算 應力強度因子-K因子、J積分、蠕變參量Ct的有限元計算
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ABAQUS材料斷裂與失效系列 之 斷裂力學的基本概念
開胃菜：斷裂力學的基本概念 專題一：圍道積分運算 專題二：材料的損傷和侵蝕 專題三：基于Cohesive方法的斷裂仿真 專題四：VCCT詳解與應用 專題五：XFEM詳解與應用 專題六：低周疲勞仿真 首先來的是開胃菜，講斷裂力學的基本概念，通過這堂課讓大家對斷裂力學有一個大概的認識，方便后面的學習，有基礎的同學可以跳過，想更系統的學習斷裂力學的同學可以購買相關理論書籍進行學習。
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斷裂力學計算的實例教程
奇異性理論一直延續至今，但奇異性斷裂力學在物理上存在本質的缺陷，這主要表現在兩方面：
其一，在實際中發現的裂紋其上下表面間距和裂紋頂端曲率半徑都是有限值，且不等于零；
其二，實際裂紋，即使在裂紋頂端，應力與應變均為有限值，不存在所謂的應力與應變的奇異性。
這樣，基于數學尖裂紋和應力奇異性的物理量缺乏堅實的物理基礎。為了完善理論，呈現非奇異性，可以采用比較符合真實情形的半圓形頂端的鈍裂紋（或切口）模型，但鈍裂紋的曲率半徑的測量需要用金相的方法測出，這就需要金相斷裂力學的發展。
未來的發展趨勢
彈塑性斷裂力學雖取得了一些進展，但仍有許多尚待深入研究的問題，它是當前斷裂力學的主要研究方向之一。斷裂動力學，對于線性材料還有待完善；對于非線性材料，尚處于研究初期，是斷裂力學的又一主要研究方向。隨著對斷裂問題的深入研究及數學工具的方便使用，斷裂力學理論會日益成熟，斷裂力學應用會日漸廣泛。
對于數值計算方法，其未來的發展趨勢為：跨尺度的斷裂力學數值計算方法、并行數值計算方法、解析法與數值法的結合、多種計算方法的有機結合于融合、數據處理自動化。
下載地址：斷裂力學中的數值計算方法及工程應用
展開 斷裂力學中的數值計算方法
本期是ANSYS Mechanical 2022 功能更新之單元、接觸、斷裂力學、并行計算。
文末領取學習資料
下面我們看看具體的更新內容：
一、單元部分
增強單元性能加強
面增強單元的彎曲剛度
使用單軸剛度單元進行反向求解
耦合單元的增強
運動副單元增強
二、接觸部分
基于Dual Shape函數的接觸算法
新的自適應小滑移選項
殼-實體組裝件的準確性改進
螺栓預緊支持通用軸對稱單元
網格獨立點焊增強功能
瞬態動力學精度改進：HHT算法
力矩收斂參考值計算穩健性改進
三、斷裂力學
基于應力比率的疲勞裂紋閉合
Paris定律與裂縫閉合效應相結合
應力比率（R）相關的疲勞裂紋擴展規律
靜態裂紋擴展的溫度/時間相關斷裂準則
自適應裂紋初始化/插入
3D界面單元
動態裂紋擴展尺寸控制
四、求解器效率提升
資源預測增強
分布式求解增強
文章篇幅有限
下圖微信掃碼領取完整版學習資料
展開 材料：復合材料
分析類型：斷裂力學
技術難點：斷裂 應力強度因子 Ｊ積分
完成人：技術鄰ANSYS專家
網址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
模擬過程：
斷裂力學計算應力強度因子和Ｊ積分
圖１ 裂縫模型
圖２ Ｋ１應力強度因子
圖３ Ｋ２應力強度因子
圖４ Ｋ３應力強度因子
圖５ Ｊ積分
圖６ 裂縫前沿集中應力
各有關單位：
隨著工業界對產品研發中提高質量和控制成本的需求日益增加，人們對力學仿真，特別是有限元方法的認識和需求不斷深入，面臨的工程和科學問題也愈加復雜。在科學研究和產品研發過程中，產品可靠性問題日益凸現出來。結構在使用過程中的磨損、斷裂、腐蝕、疲勞、損傷等因素都會影響產品可靠性和壽命。為了幫助廣大工程師和科研人員掌握和理解可靠性的原理、斷裂力學和損傷力學基本理論以及與之相關的力學仿真分析技術，針對各類斷裂損傷問題能夠進行準確、高效的力學建模，并能夠熟練使用通用的有限元軟件，提高工程師和科研人員解決實際非線性力學問題的能力，經中國力學學會產學研工作委員會、中國數字仿真聯盟研究，決定今年11月7—8日在北京舉辦“基于斷裂力學與損傷力學的失效仿真分析研修班”。歡迎廣大有限元愛好者踴躍報名，現將有關事項通知如下：
一、組織機構
主辦單位：中國力學學會產學研工作委員會 中國數字仿真聯盟
會務服務：北京諾維特機械科學技術發展中心
二、主要教學內容
通過系統的理論方法講解、應用經驗分享和技術交流，教授斷裂力學和損傷力學的基本理論和應用背景，基于ABAQUS軟件，講解計算斷裂力學和計算損傷力學的基本方法和技術，培養相關失效仿真分析的專業應用人才，為企業產品可靠性方面的研發和科研院所相關研究工作的深入提供有力的技術支撐。
三、參加對象
1) 對斷裂力學和損傷力學以及ABAQUS軟件有應用需求的各類工程科研人員，包括但不限于企業中從事仿真分析的工程師、設計師，科研院所的力學科研人員，高等院校計算力學研究生和本科生。
2) 對學員知識要求：要有基本的彈性力學、塑性力學、有限元、線性代數的基礎知識，其知識水平應相當于機械類高年級本科生水平，否則會影響培訓效果。
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計算流體力學基礎課程-中文字幕23天前
計算流體力學基礎課程
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理解CFD的數學基礎，包括向量
基于OpenFOAM 的計算流體力學-pitzDaily算例
OpenFOAM 的計算流體力學：pitzDaily 算例最后更新：2025 年 9 月視頻格式：MP4 | 視頻編碼：h264，分辨率 1920×1080 | 音頻編碼：AAC，采樣率 44.1 千赫，雙聲道授課語言：英語 | 課程時長：58 分鐘 | 文件大小：306 兆字節
課程核心：通過經典 OpenFOAM
經典斷裂力學假設裂紋尖端是數學上的"無限尖點"，導致應力/應變出現非物理的奇異性，且完全忽略缺陷尺度對承載能力的影響。新理論通過"均勻化能量密度"框架，證明裂紋尖端變形實際上是非奇異的，并能客觀預測缺陷尺寸效應，為準脆性材料的極限承載能力評估提供了物理上一致的方法。
一、經典斷裂力學的"阿喀琉斯之踵"
1.1 數學尖點 vs 物理現實
1913年，Inglis分析了含裂紋無限大板的應力集中問題
OpenFOAM 的計算流體力學：pitzDaily 算例最后更新：2025 年 9 月視頻格式：MP4 | 視頻編碼：h264，分辨率 1920×1080 | 音頻編碼：AAC，采樣率 44.1 千赫，雙聲道授課語言：英語 | 課程時長：58 分鐘 | 文件大小：306 兆字節
課程核心：通過經典 OpenFOAM pitzDaily 算例，學習湍流建模與仿真方法
學習收獲
基于 OpenFOAM 的計算流體力學（CFD）設計優化
課程定位：從流動仿真到自動化外形與拓撲結構設計
學習收獲
借助簡單流動案例，理解基于 CFD 的設計優化，以及靈敏度優化、外形優化和拓撲優化的相關概念。
無需掌握伴隨理論前置知識，即可在 OpenFOAM v2412 中搭建基于伴隨方法的靈敏度分析流程。
通過控制點與幾何約束條件，完成二維方柱繞流的外形優化
前面介紹了如何用代理模型取代有限元，快速評估結構強度：《結構工程師狂喜：如何用代理模型快速評估結構強度》
結構工程師們喜出望外。但結構流體不分家，不能厚此薄彼。
再分享個案例，用代理模型快速做流場計算。
案例背景是飛機的重要結構——機翼，飛機能否離地，是否省油，好不好控制，都要看機翼。
機翼的升力、阻力、升阻比等指標一直是CFD模擬中的常客。機翼的形狀確定后，
<p> </p><p>盡管有限元法的適應性極強，并具有廣闊的應用領域，但這種利用局部定義的多項展開式來實現的方法仍有某些不足之處。具體來進，困難出現在如下兩種情況下：（a）問題的定義域為無限域時，（b）存在奇異性（部分或全部導數為無窮大）時。</p><p>顯然，無限域無法用有限的單元來得到；而用多項展開式來描述奇異性時則近似程度很差。事實上，收斂定理在后一個問題中已不再能使用，因為在奇異點附近泰勒展開式不再收斂
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
裂紋擴展法：基于斷裂力學理論，通過計算裂紋在循環載荷下的擴展速率，來預測結構的剩余壽命。
疲勞分析流程
定義材料屬性：包括彈性模量、泊松比、屈服強度、疲勞性能參數等。
建立有限元模型：根據實際結構建立幾何模型，并進行網格劃分。
施加載荷和邊界條件：根據實際工況，施加循環載荷和邊界條件。
COMSOL中數學模塊PDE常用的有三種類型：系數形式，一般形式和弱形式，其使用難度依次遞增。由于COMSOL在求解物理問題時將方程轉化為PDE弱形式進行求解，因此弱形式（Weak form）是COMSOL中最本質的形式。用戶可以通過COMSOL的弱形式來求解更多更復雜的問題。COMSOL也 是唯一的直接使用弱形式來求解問題的軟件，通過理解弱形式也能更進一步的理解有限元方法（FEM
