強(qiáng)度應(yīng)力的案例
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)計工況下應(yīng)力分布圖
應(yīng)力強(qiáng)度評定
圖6~11給出了設(shè)計工況下線性化路徑圖。表2給出了線性化結(jié)果。
展開 斷裂力學(xué)—有限寬板含雙邊裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子計算 ￥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、 計算不同板寬時應(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 。 每個人都計算b / a ? 4、4.2、4.4、4.6、4.8 時的應(yīng)力強(qiáng)度因子。
3、 計算不同板長時應(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 。每個人都計算c / b ? 2.2、2.4、2.6、2.8、3 時的應(yīng)力強(qiáng)度因子。
展開 應(yīng)用三維有限單元法計算應(yīng)力強(qiáng)度因子
應(yīng)用三維有限單元法計算應(yīng)力強(qiáng)度因子
來源：中國機(jī)械工程 作者：林曉斌
摘要 描述了兩種基于有限單元計算面形裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的方法，建議了一種創(chuàng)造三維有限單元網(wǎng)格的途徑。計算方法的精度通過和其它解析解或數(shù)值解的比較得到了說明。
關(guān)鍵詞 應(yīng)力強(qiáng)度因子 有限元 損傷容限設(shè)計 斷裂評定
無論在損傷容限設(shè)計還是在缺陷評定階段，工程師們需要知道正在分析的構(gòu)件中裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子，因?yàn)榕袛嗪鸭y構(gòu)件的斷裂，或者計算剩余疲勞壽命大多依賴于這一參量。因此，在斷裂力學(xué)發(fā)展中，如何求取應(yīng)力強(qiáng)度因子一直是一個重要的課題。當(dāng)前已有許多方法可用來計算應(yīng)力強(qiáng)度因子，較為典型的有解析法、邊界配位法、有限單元法、邊界元素法、體力法、權(quán)函數(shù)法和線彈簧模型。利用這些方法，大量的應(yīng)力強(qiáng)度因子解已經(jīng)獲得，已出版的應(yīng)力強(qiáng)度手冊［1］中收編了許多典型的解。盡管如此，工程師們?nèi)匀粫械阶约核枰?em>應(yīng)力強(qiáng)度因子解很難找到，這是因?yàn)橐鉀Q的工程問題往往是一些受復(fù)雜載荷的構(gòu)件，包含的裂紋也往往是一些不規(guī)則裂紋。
本文簡單介紹了兩種基于三維有限單元法計算面形裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的方法。有限單元法已經(jīng)成為工程設(shè)計分析領(lǐng)域中一個強(qiáng)有力的計算工具，它能模擬非常復(fù)雜的構(gòu)件。基于有限元的應(yīng)力強(qiáng)度因子計算方法，自然也將具有卓越的工程能力。除了計算方法的介紹以外，還將簡單描述一種簡化網(wǎng)格的生成方法。最后提供了一些所得到的典型應(yīng)力強(qiáng)度因子解，并和大家熟知的解進(jìn)行了比較，以說明本文所描述的方法的可靠性。
展開 分享一個斷裂分析實(shí)例（J積分和應(yīng)力強(qiáng)度因子）
只有計算應(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)該有一個定義path，這里沒有寫出。
3、應(yīng)力強(qiáng)度因子
（1）方法一、先建立局部坐標(biāo)系：原點(diǎn)在裂紋尖端，x方向與裂紋平行，Y與裂紋垂直，笛卡爾坐標(biāo)系。定義路徑，直接點(diǎn)一下菜單路徑就出來了，或者用kcalc就可以了。
（2）方法二、線彈性情況下。先算出J積分然后根據(jù)J積分與應(yīng)力強(qiáng)度因子的關(guān)系來求應(yīng)力強(qiáng)度因子。對于平面應(yīng)變模型，J積分＝應(yīng)力強(qiáng)度因子的平方×（1－泊松比×泊松比）/彈性模量
全尺寸裂紋模型前面所建立的模型都只有裂紋的半邊。為了驗(yàn)證模型的正確性，后面又建了一個全裂紋的模型。與前面模型的建立方式有一些不同：
1、單元尺寸控制不使用lesize，而是在裂紋尖端用了一個KSCON命令建立concentrate keypoints。單元尺寸很粗糙。
2、模型的建立是在柱坐標(biāo)系下進(jìn)行，通過建立直線L實(shí)現(xiàn)的笛卡爾坐標(biāo)下弧線的建立。
3、可能全尺寸裂紋模型的建立方式對大家有參考。主要是裂紋的上下表面在同一個位置，用不同的線/面來表示。
在命令流里面可以看到，直接用程序默認(rèn)設(shè)置求解不收斂。把載荷步設(shè)一下就得到了求解結(jié)果。結(jié)果與前面的模型得到的結(jié)果接近。1200Mpa下的應(yīng)力強(qiáng)度因子為 0.55352E+10，J積分為4657362.7。說明：這個模型中積分路徑是完全的。而前面的模型中是半邊路徑，計算中乘了2。
更新一下全尺寸模型的命令流（文件caenet_060715_002.rar,主要是J積分坐標(biāo)系的問題）
simwe_060715_002.rar
3dcrack.rar
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斷裂／裂縫／裂紋／應(yīng)力強(qiáng)度因子和Ｊ積分計算實(shí)例（原創(chuàng)，如轉(zhuǎn)載，請注明出處）
材料：復(fù)合材料
分析類型：斷裂力學(xué)
技術(shù)難點(diǎn)：斷裂 應(yīng)力強(qiáng)度因子 Ｊ積分
完成人：技術(shù)鄰ANSYS專家
網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
模擬過程：
斷裂力學(xué)計算應(yīng)力強(qiáng)度因子和Ｊ積分
圖１ 裂縫模型
圖２ Ｋ１應(yīng)力強(qiáng)度因子
圖３ Ｋ２應(yīng)力強(qiáng)度因子
圖４ Ｋ３應(yīng)力強(qiáng)度因子
圖５ Ｊ積分
圖６ 裂縫前沿集中應(yīng)力
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
應(yīng)力強(qiáng)度因子手冊3.rar
應(yīng)力強(qiáng)度因子手冊1.rar
應(yīng)力強(qiáng)度因子手冊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）簡要講述INP文件（2）運(yùn)用最小二乘法進(jìn)行線性擬合（3）對裂尖數(shù)據(jù)進(jìn)行特殊處理。
一個斷裂分析實(shí)例（J積分和應(yīng)力強(qiáng)度因子）
只有計算應(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)該有一個定義path，這里沒有寫出。
在ANSYS中計算裂縫應(yīng)力強(qiáng)度因子的技巧
應(yīng)力強(qiáng)度因子是屬于線彈性階段內(nèi)的，它
適用于脆性材料(如玻璃、陶瓷、巖石和冰)的斷裂和高強(qiáng)度鋼之類的脆性斷裂，此時的裂紋裂紋尖端無塑性變形或無明顯的塑性變形，甚本屬于彈性應(yīng)力的情況。但對于多數(shù)金屬材料而言，裂紋在擴(kuò)展前，在裂紋端部將有一個塑性區(qū)，當(dāng)此塑性區(qū)尺寸很小，即遠(yuǎn)小于裂紋尺寸時，此類斷裂稱為小范圍屈服斷裂，用考慮小范圍屈服的塑性修正斷裂準(zhǔn)則來討論其斷裂問題，線彈性斷裂力學(xué)仍有足夠的精度，居于線彈性斷裂力學(xué)納范疇。這種情況可用應(yīng)力強(qiáng)度因子K進(jìn)行擴(kuò)展判據(jù)或考慮小范圍屈服修正的斷裂判據(jù)來討論其脆斷問題。但在工程中還經(jīng)常遇到另一類斷裂問題，即所謂大范圍屈服斷裂與全面屈服斷裂問題。例如由中、低強(qiáng)度鋼制成的構(gòu)件，由于其韌度較高(除了低溫、厚截面或高應(yīng)變速率情況外)，裂紋在擴(kuò)展前，其端部的塑性區(qū)尺寸已接近甚至超過裂紋尺寸，這類斷裂即屬于大范圍屈服斷裂問題。另外如壓力容器上的接管部位，由于存在很高的局部應(yīng)力與焊接殘余應(yīng)力。致使這一地區(qū)的材料處于全面屈服狀態(tài)，在這種高應(yīng)變的塑性區(qū)中，較小的裂紋也可能擴(kuò)展而引起斷裂，這類問題屬于全面屈服斷裂問題。大范圍屈服斷裂與全面屈服斷裂均屬于彈塑性斷裂力學(xué)范疇，解決彈塑性斷裂問題是彈理性斷裂力學(xué)的任務(wù)。此時在大范圍屈服條件下能夠定量的裂紋尖端區(qū)域彈塑性應(yīng)力應(yīng)變場強(qiáng)度的參量并可通過試驗(yàn)測定并應(yīng)用于工程的判據(jù)主要有COD理論及J積分理論。
在ansys中可以實(shí)現(xiàn)J積分 的求解，它是通過定義單元應(yīng)變能及在積分路徑上應(yīng)力應(yīng)變位移回路圍線上積分形成求解的。
從網(wǎng)上找到了J積分求解的命令流：請大家討論：
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展開 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的計算方法
c 裂紋尖端應(yīng)力奇異性處理
d ANSYS計算過程及結(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、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，美國北極星導(dǎo)彈固體燃料發(fā)動機(jī)發(fā)射時發(fā)生低應(yīng)力脆斷。 v1965年，英國某大型合成塔在水壓試驗(yàn)時斷裂成兩段。 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，對有缺陷的材料，對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：適用于幾何簡單的板類，桿類，梁類構(gòu)件；對于較復(fù)雜得構(gòu)件，無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)值法計算中，隨著平板尺寸的增大，KI的值逐漸接近于解析值。
展開 
ABAQUS計算三維孔邊角裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子的實(shí)例模型 ￥15
通過ABAQUS，可以計算三維角裂紋的應(yīng)力強(qiáng)度因子。本實(shí)例中對平板孔邊的三維角裂紋進(jìn)行了模擬。
seam及crack定義如下圖：
網(wǎng)格如下圖：
計算后的位移云圖如下：
對裂尖進(jìn)行放大觀察：
本實(shí)例的難點(diǎn)在于孔邊三維角裂紋的模型的建立，需要經(jīng)過一系列的布爾操作（merge/cut）得到。
相應(yīng)的應(yīng)力強(qiáng)度因子可以在提交job計算完成后，到dat文件中找到。
詳細(xì)的模型可參考附件。
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，沒找到裂紋前端
仿真應(yīng)用 | 基于Fatigue Tool應(yīng)力疲勞強(qiáng)度評估
隨著制造業(yè)競爭愈加激烈，在設(shè)計研發(fā)過程中對零部件進(jìn)行疲勞強(qiáng)度校核顯得越來越重要。Workbench的Mechanical模塊自帶Fatigue Tool功能，能基本滿足用戶的疲勞校核需要。
模型
如下圖所示，鋼棒左端面固定約束，右端面承受幅值為2000N的簡諧作用力。從受力模型來看，為懸臂梁結(jié)構(gòu)。嘗試進(jìn)行應(yīng)力疲勞強(qiáng)度評估。
材料疲勞參數(shù)
使用EngineeringData的自帶材料Structural Steel的疲勞參數(shù)：
網(wǎng)格
插入Body Sizing，設(shè)置如下：
網(wǎng)格設(shè)置
網(wǎng)格劃分結(jié)果如下：
網(wǎng)格狀態(tài)
主應(yīng)力結(jié)果
最大主應(yīng)力（Average，平均節(jié)點(diǎn)應(yīng)力）：
最小主應(yīng)力（Average，平均節(jié)點(diǎn)應(yīng)力）：
應(yīng)力幅：
因?yàn)楸景咐秊楹喼C作用力，可認(rèn)為應(yīng)力幅為：
（111.76+112.39）/ 2=112.075MPa
應(yīng)力疲勞強(qiáng)度評估
Fatigue Tool的設(shè)置：
求解鋼棒的壽命，下圖結(jié)果表明，鋼棒中部倒圓角處的疲勞壽命最低，為217030個載荷循環(huán)。
手算驗(yàn)證
根據(jù)仿真軟件計算壽命217030，結(jié)合材料的疲勞參數(shù)S-N曲線，通過樣條插值，反推應(yīng)力幅為112Mpa。Fatigue Tool的計算結(jié)果是可靠的。
展開 ABAQUS xfem裂紋擴(kuò)展計算應(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
想請教一下，這個應(yīng)該怎么改，未勾選允許裂紋生長，想要輸出應(yīng)力強(qiáng)度因子，但是一值提交不上
強(qiáng)度應(yīng)力的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
應(yīng)力強(qiáng)度強(qiáng)度應(yīng)力ansys應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)力強(qiáng)度因子ansys 應(yīng)力強(qiáng)度應(yīng)力強(qiáng)度因子手冊 應(yīng)力強(qiáng)度因子 插件應(yīng)力場計算應(yīng)力強(qiáng)度因子應(yīng)力強(qiáng)度因提取應(yīng)力強(qiáng)度因子應(yīng)力強(qiáng)度因子xfem有限元與力學(xué)a應(yīng)力強(qiáng)度因子 殘余應(yīng)力應(yīng)力強(qiáng)度比應(yīng)力強(qiáng)度基于單元應(yīng)力的應(yīng)力強(qiáng)度因子
