工程上常將裂紋看作是半橢圓表面裂紋。由于建立半橢圓表面裂紋的全裂紋有限元模型并非易事,在應(yīng)用有限元法求解裂紋的應(yīng)力強度因子時,常取裂紋模型的1/4進行分析。采用模型分塊處理方法,利用Ansys軟件,聯(lián)合APDL和UIDL技術(shù)進行二次開發(fā),實現(xiàn)通過簡單界面操作建立半橢圓表面裂紋的全裂紋模型,并可將全裂紋模型方便地嵌入到實體結(jié)構(gòu)中。使用該建模方法分別求解了中心半橢圓表面裂紋和斜置半橢圓表面裂紋的應(yīng)力強度因子,與理論解和文獻中的求解結(jié)果基本一致。表明使用該二次開發(fā)建立的全裂紋模型求得的應(yīng)力強度因子是準(zhǔn)確可靠的。該聯(lián)合開發(fā)的建模功能可以用來求解復(fù)雜外載和復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力強度因子,對工程實際應(yīng)用有重要的應(yīng)用價值。 

【文章來源】：機械強度. 2020,42(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

2-D奇異單元和3-D奇異單元

含半橢圓表面裂紋實體模型的分塊如圖2所示。圖中區(qū)域(1)表示無裂紋塊;區(qū)域(2)表示緩沖區(qū)，其尺寸與半橢圓裂紋深度和半長有關(guān);區(qū)域(3)表示裂紋影響區(qū)，其尺寸與半橢圓裂紋深度和半長有關(guān);區(qū)域(4)表示裂紋面，在同一位置處有兩個重合的半橢圓平面，用于模擬裂紋的上表面和下表面;粗實線(5)表示裂紋前沿線，呈半橢圓形狀;(6)細(xì)虛線表示圓環(huán)體，用于控制裂紋前沿處的網(wǎng)格劃分。裂紋塊由裂紋區(qū)(圓環(huán)體)，裂紋影響區(qū)和緩沖區(qū)三部分構(gòu)成，其幾何模型的建立流程如圖3所示。

幾何模型建立流程圖

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3604853