计算平板裂纹强度因子

abaqus应力强度因子.docx

任务描述：无限大平板含有一单边裂纹，裂纹长度为a=10mm,弹性模量E=210000,泊松比v=0.3，计算其裂纹强度因子。通过调整平板宽度，验证平板长宽比对强度因子计算结果的影响。

设备基本情况：CPU：AMD Ryzen 7 5800H with Radeon Graphics

              内存：Samsung DDR4 3200MHZ

              显卡：NVIDIA Geforce RIX 3060 Laptop GPU

              硬盘：WDC PC SN730 SDBPNIY-512G 1101476GB

处理技术、步骤如下：

1.   Part（示例平板尺寸4m×1m）

2.  Property

材料属性，截面属性定义及赋予

3.  Assembly

装配

4.  interaction

创建、定义裂缝，选择裂缝前端、尖端，定义q向量

对裂缝进行应力奇异设置

5.  step

J积分作为线积分在有限元中计算不便，用环形积分区域代替计算，number of contours代表积分围数，4即取裂尖单元外第四圈单元作为环形区域积分

6.  load

设置约束及加载

7.  mesh

小圆内设置quad-dominated（sweep），圆环区域quad（sweep），其他区域quad-dominated（free）（medial axis）

8.  job，visualization

提交运算以及结果

耗时情况：

计算时间约半分钟。

 

结果分析与结论：

改变平板长宽比，理论计算与有限元分析汇总如下，α代表应力强度因子，a、b分别为平板长宽，可得出规律：平板长宽比越不平衡，其强度因子越小。