基于ANSYS有限元软件裂纹扩展模拟

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５６基于ＡＮＳＹＳ有限元软件裂纹扩展模拟
【鬈Ｉ２子模型有限几删韬幽
（ｐｌａｎｅ８２），如图１所示。

模型中裂纹长度为１０ｍｍ，几何尺寸如图２所示。

材料的弹性模量在２．０１７×１０５ＭＰａ上下变化，泊松比为ｏ．３。

顶端从侧端的一端起在长度为２０ｍｍ的线上承受一２００Ｎ／ｍｍ的压力。

侧端从距裂纹处１０ｍｍ开始在长度为２０ｎｌｍ的线上承受ｌｏｏＮ／ｍｍ的压力。

这只是其中某一种状态，可以根据构件的实际受力状况，改变子模型的边界条件和受
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Ｉ得到应变能仞始值【，ｏ
图３ＡＮｓＹｓ二次ｔＨ：发模拟流程力状况。

３ＡＮＳＹＳ二次开发程序基本思路和模拟结果用上述的八ＮｓＹＳ二次开发的源程序对图１所示的子模型结构的疲劳裂纹扩展进行模拟，模拟流程见图３。

由于模拟构件疲劳裂纹扩展从开始到失稳，裂纹扩展长度大，因而程序运行时间长。

为此笔者只模拟了五步，模拟的结果见表１和图４。

图４中的粗黑线为裂纹扩展路径。

表１疲劳裂纹扩展模拟所得的路径参数
（ａ）模拟一步裂纹扩展路径
（ｂ）模拟二步裂纹扩展路径
（ｃ）模拟三步裂纹扩展路径　万方数据
《化工装备技术》第２７卷第１期２００６年５７
（ｄ）模拟四步裂纹扩展路径
【ｅ）模拟止步裂纹扩展路径剧４订限厄模拟的裂纹扩展路径
（ａ）一步裂纹扩展竖Ａ疗向的应力云图（ｂ，二步裂纹扩腱竖Ａ方ｆ川的臆力西矧（ｃ）三步裂纹扩展悭直方向的应力云图
（ｄ）四步裂纹扩展竖＾力‘向的应ＪＪ云图
（ｅ）五步裂纹扩展竖直方向的应力云图
图５模拟裂纹扩展过程巾竖直方向的应力云图
４结束语
ＡＮＳＹＳ软件是一个功能非常强大的有限元计算软件，其本身又是一个开放型软件，可以进行二次开发。

利用最大能量释放率作为判断方向基准，笔者对ＡＮＳＹＳ进行二次开发，能动态地描述２Ｄ构件在复合加载状况下疲劳裂纹的扩展路径。

对ＡＮｓＹｓ软件进行二次开发来模拟疲劳裂纹的扩展迄今未见报道。

本文通过对２Ｄ构件疲劳裂纹扩展路径的模拟，为下一步３Ｄ构件的模拟打下了好的基础。

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（收稿日期：２００５一０７—２８）　万方数据
基于ANSYS有限元软件裂纹扩展模拟
作者：刘莎， 张芳
作者单位：刘莎(武汉铁路局武昌东站技术科)， 张芳(十堰东风商用车研发中心)
刊名：
化工装备技术
英文刊名：CHEMICAL EQUIPMENT TECHNOLOGY
年，卷(期)：2005,27(1)
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本文链接：/Periodical_hgzbjs200601017.aspx。