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宏觀斷裂力學(xué)根據(jù)材料的類型分為線彈性斷裂力學(xué)和彈塑性斷裂力學(xué)，前者針對脆性材料和小范圍屈服假設(shè)下的塑性材料，后者則關(guān)注大范圍屈服下的塑性斷裂問題。線彈性斷裂力學(xué)由英國科學(xué)家格里菲斯首創(chuàng)，他在1920年提出基于能量平衡的斷裂準(zhǔn)則并用以描述理想脆性材料（如玻璃）的斷裂過程。

圖12 內(nèi)聚力模型 （5）斷裂的操作符 結(jié)構(gòu)仿真軟件提供了CALC_G命令，可以計算斷裂的能量釋放率G。 圖13 斷裂能量釋放率G （6）概率性計算 結(jié)構(gòu)仿真軟件提供了POST_ELEM(WEIBULL)命令，可以計算斷裂的概率性問題。 圖14 概率性 （7）脆性斷裂： 結(jié)構(gòu)仿真軟件提供了CALC_GP命令，可以計算脆性斷裂的能量釋放率。

圖7 模型加載設(shè)置圖8 、圖9分別為基于宏觀斷裂力學(xué)仿真的載荷-位移曲線和變形模式結(jié)果，表4為基于仿真結(jié)果下的耐撞性能指標(biāo)參數(shù)。圖8 宏觀斷裂力學(xué)仿真載荷-位移曲線表4 基于宏觀斷裂力學(xué)仿真下的耐撞性評價結(jié)果圖9 宏觀斷裂力學(xué)仿真變形結(jié)果3.2 CFRP薄壁圓管軸向壓潰對比結(jié)果分析為了驗證宏觀斷裂力學(xué)模型的準(zhǔn)確性，將仿真結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行比較分析。

斷裂力學(xué)是研究含裂紋構(gòu)件強度與壽命的一門固體力學(xué)新分枝，是結(jié)構(gòu)損傷容限設(shè)計的理論基礎(chǔ)。從材料特定來看，包括兩類斷裂力學(xué)： a) 線彈性斷裂力學(xué)：適用于裂紋尖端附近小范圍屈服的情況； b) 彈塑性斷裂力學(xué)：適用于裂紋尖端附近大范圍屈服的情況。

宏觀斷裂力學(xué)又可分為彈性斷裂力學(xué)（它包括線性彈性斷裂力學(xué)和非線性彈性斷裂力學(xué)）和彈塑性斷裂力學(xué)（包括小范圍屈服斷裂力學(xué)和大范圍屈服斷裂力學(xué)及全面屈服斷裂力學(xué)）。工程斷裂力學(xué)還包括疲勞斷裂、蠕變斷裂、腐蝕斷裂、腐蝕疲勞斷裂及蠕變疲勞斷裂等工程中重要方面。

一、經(jīng)典斷裂力學(xué)的"阿喀琉斯之踵"1.1 數(shù)學(xué)尖點 vs 物理現(xiàn)實1913年，Inglis分析了含裂紋無限大板的應(yīng)力集中問題，奠定了線彈性斷裂力學(xué)（LEFM）的基礎(chǔ)。其核心假設(shè)是：裂紋尖端是數(shù)學(xué)上的尖點（半徑為零）。

因此需要研究結(jié)構(gòu)疲勞裂紋擴(kuò)展規(guī)律及斷裂失效控制理論和方法，即斷裂力學(xué)。2.分類 根據(jù)裂紋尖端屈服區(qū)域大小不同，斷裂力學(xué)可分為線彈性斷裂力學(xué)與彈塑性斷裂力學(xué)。前者適用于裂紋尖端附近小范圍屈服的情況；而后者適用于裂紋尖端附近大范圍屈服的情況。

本期是ANSYS Mechanical 2022 功能更新之單元、接觸、斷裂力學(xué)、并行計算。

我們也可看到近年來，斷裂力學(xué)方法不斷發(fā)展。

在斷裂力學(xué)問題的分析中應(yīng)力強度因子人是預(yù)判含裂紋構(gòu)件發(fā)生斷裂和裂紋發(fā)生擴(kuò)展速率的首要判據(jù)司。獲得應(yīng)力強度因子的方法大致上可分為解析法、數(shù)值法和實驗法。

對于結(jié)構(gòu)件受拉壓彎扭后發(fā)生的斷裂失效，如果采用靜力學(xué)分析方法，會得到應(yīng)力分布，但無論外力多大都無法觀察到斷裂效果。雖然采用動力學(xué)分析方法可以實現(xiàn)斷裂效果，但時間步長較小而求解時間長導(dǎo)致求解效率低。所以提出一種基于準(zhǔn)靜態(tài)力學(xué)的斷裂失效的仿真方法。

發(fā)現(xiàn)一本關(guān)于斷裂力學(xué)的好書，在此分享給大家。作者非常貼心的制作了該書的電子版網(wǎng)站（可能需要翻墻才能訪問）。

20世紀(jì)20年代，Griffith[1]通過對飛機玻璃中破裂和流動現(xiàn)象的研究，提出裂紋是否擴(kuò)展可由一個熱力學(xué)條件決定，奠定了斷裂力學(xué)的基礎(chǔ)。根據(jù)Griffith的表述，裂紋的擴(kuò)展釋放了表面牽引力，造成了狀態(tài)的不平衡，根據(jù)最小勢能原理，勢能會減少以及表面能增加，勢能的變化與內(nèi)能的釋放和外部載荷做功有關(guān)。

</p><div contenteditable="false" width="100%"> <hr> </div><p>斷裂力學(xué)中應(yīng)用有限元法的問題的本質(zhì)就是引起裂紋擴(kuò)展的應(yīng)力奇異性問題。</p><p>裂紋通常在具有奇異性的凹角及固體中總是存在的孔穴處發(fā)生。</p><p>從理論上講，在這種奇異點處將出現(xiàn)無限大的應(yīng)力，而裂紋是否擴(kuò)展則取決于在離裂紋尖端的一定距離內(nèi)這一應(yīng)力衰減的方式。

計算流體力學(xué) (CFD)、軟件和芯片設(shè)計有許多共通之處。它們都會創(chuàng)建相關(guān)對象的規(guī)范，并最終將該規(guī)范作為制造過程的一部分；且都需要進(jìn)行某種類型的驗證，以檢查設(shè)計是否符合預(yù)期。但同時，它們之間也存在著巨大的差異。 對于計算流體力學(xué)、軟件和芯片設(shè)計，本文先從軟件說起。