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通過建立簡化保持架橫梁3D模型，仿真分析了保持架橫梁末端裂紋的擴(kuò)展趨勢。結(jié)果顯示，裂紋在深度方向擴(kuò)展一定距離后，其擴(kuò)展方向發(fā)生45?偏轉(zhuǎn)，并繼續(xù)擴(kuò)大。分析結(jié)果為滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有益指導(dǎo)。文章來源：CAE仿真學(xué)社

，在6.10版本之后的ABAQUS中都加入了vcct的計(jì)算，這使得裂紋尖端能量的計(jì)算及裂紋擴(kuò)展的分析又向前邁進(jìn)了一步，此帖子主要對比使用二次開發(fā)的插件及較新版本中自帶的vcct計(jì)算之間的結(jié)果對比。

針對這一問題，本案例建立了3D保持架橫梁有限元模型，仿真分析了保持架橫梁在連續(xù)沖擊載荷作用下的裂紋萌生與擴(kuò)展過程，結(jié)果顯示，保持架末端裂紋呈近似45?擴(kuò)展，結(jié)果為滾子軸承保持架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供了有益指導(dǎo)。

基于ABAQUS的滾子軸承保持架橫梁裂紋擴(kuò)展仿真分析Cliff_Shi 重慶大學(xué) 4000441. 摘要 滾子軸承在轉(zhuǎn)動過程中會在滾動體與保持架之間產(chǎn)生較大的沖擊載荷，導(dǎo)致應(yīng)力集中分布在保持架橫梁的彎折位置，誘發(fā)保持架裂紋的萌生與擴(kuò)展，影響軸承性能與壽命。

Abaqus擴(kuò)展有限元法計(jì)算三維裂紋的擴(kuò)展-01-20.pdf

Abaqus低周疲勞損傷演化對于復(fù)合材料的低周疲勞分層擴(kuò)展行為，Abaqus采用Paris準(zhǔn)則結(jié)合虛擬裂紋閉合技術(shù)（VCCT）來分析。其基本思想為裂紋張開一定位移所耗散的能量等于閉合該裂紋所需要消耗的的能量，以線彈性斷裂力學(xué)為基礎(chǔ)，通過判斷裂紋前沿的能量釋放率是否達(dá)到臨界值來確定裂紋是否發(fā)生擴(kuò)展。Paris準(zhǔn)則是最常用的疲勞分層擴(kuò)展準(zhǔn)則，包括裂紋的萌生準(zhǔn)則以及裂紋的擴(kuò)展速率準(zhǔn)則。

模擬層間失效的主要方法有擴(kuò)展有限元法（XFEM）、虛擬裂紋閉合技術(shù)（VCCT)以及內(nèi)聚力單元法（CZM）等，其中基于斷裂力學(xué)的XFEM與VCCT均需預(yù)制裂紋，不能模擬裂紋的萌生，而CZM模型可以描述分層從萌生到擴(kuò)展的過程，是復(fù)合材料的分層預(yù)測中最常用的方法。

在葉片裂紋擴(kuò)展理論和數(shù)值分析方面,當(dāng)前研究多局限 于表面裂紋和穿透裂紋,但是實(shí)際中的葉片多以三維裂紋形式存在,對于其裂紋前緣形貌、裂紋擴(kuò)展路徑、裂紋擴(kuò)展壽命的建模、數(shù)值模擬、理論分析都十分復(fù)雜。針對以上問題,本文基于ABAQUS 聯(lián)合Franc3D 對壓氣機(jī)葉片進(jìn)行裂紋擴(kuò)展模擬仿真研究,分析初始裂紋位置、初始裂紋前緣形狀、初始裂紋方向等裂紋參數(shù)對葉片裂紋擴(kuò)展的影響。

Abaqus XFEM疲勞裂紋擴(kuò)展(基于Paris公式)教程本文將詳細(xì)介紹在abaqus軟件中，利用擴(kuò)展有限元（XFEM）實(shí)現(xiàn)疲勞裂紋擴(kuò)展，用的是二維CT模型，三維模型同理。主要包括一下幾方面：1.模型的建立（包括材料賦予，預(yù)制裂紋，分析步設(shè)置，邊界條件設(shè)置）2.關(guān)鍵詞設(shè)置（裂紋擴(kuò)展的Paris公式在abaqus中的換算）3.收斂問題。1.

在這里，選擇要VCCT的應(yīng)用程序，并在VCCT裂紋擴(kuò)展屬性菜單中填寫裂紋擴(kuò)展的設(shè)置（見圖4）。我們確保將初始裂紋擴(kuò)展模式設(shè)置為“直接”，將裂紋擴(kuò)展方法設(shè)置為“釋放約束”，并輸入裂紋擴(kuò)展阻力（Gc=7×106 N/m），以確定何時應(yīng)出現(xiàn)裂紋擴(kuò)展。 圖4 裂縫屬性菜單 圖5 VCCT裂紋擴(kuò)展屬性菜單結(jié)果 圖6和圖7顯示了模型的變形形狀和膠層的接觸狀態(tài)。

實(shí)例操作:1.復(fù)合材料層結(jié)構(gòu)的三種常用建模方法、靜力分析中強(qiáng)度準(zhǔn)則和損傷判據(jù)的引入、數(shù)據(jù)輸入與輸出2.層合結(jié)構(gòu)的熱-力耦合分析3.基于虛裂紋閉合技術(shù)(VCCT)的分層擴(kuò)展模擬4.基于cohesive單元的分層/界面損傷擴(kuò)展模擬5.基于XFEM方法的裂紋擴(kuò)展模擬6.復(fù)合材料加筋板的壓潰分析7.面內(nèi)剪切載荷作用下的加筋板的承載能力預(yù)測8.復(fù)合材料加筋板剪切失效模擬

VCCT是波音的技術(shù)專利，在其內(nèi)部已經(jīng)應(yīng)用與復(fù)合材料的分析長達(dá)數(shù)十年之久。而Abaqus將VCCT這種技術(shù)內(nèi)嵌于Abaqus/standard中，用于有效地分析復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的斷裂和分層問題。VCCT基于線彈性斷裂力學(xué)的原理，通過計(jì)算不同形式裂紋尖端的能量釋放率，與復(fù)合材料層間開裂的臨界能量釋放率相比較，來計(jì)算層間裂紋的擴(kuò)展。

<h2>1、 引言</h2><p>本教學(xué)圍繞機(jī)械加工中的鉆孔工藝，借助 Abaqus 有限元分析軟件開展三維鉆孔過程仿真建模實(shí)踐教學(xué)。