ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)

ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)的图1

                 

图1模型

今天,跟大家分享的是压力容器在内压作用下的裂纹扩展过程,使用的是XFEM方法,模型如图1所示。下面详解每个步骤的设置。

 

目标:学会XFEM方法的设置及应用。

几何模型:本案例由两个部分组成,一个是压力容器部分,采用导入网格inp形成,另一部分为一个面,作为crack,后续设置XFEM裂纹使用。

材料:定义了线弹性材料steel,弹性模量210000,泊松比0.3。在线弹性基础上增加最大应力损伤准则及损伤演化准则,如图2所示,建立Homogeneous solid属性并赋予给压力容器part。

ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)的图2

ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)的图3

图2材料属性

分析步设置:创建general static分析步,打开大变形,将增量步长改为0.05,最小增量步长1e-12,最大增量步数改为100,并修改最大迭代次数IA为20,场变量勾选STATUSXFEM选项。

 

ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)的图4

ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)的图5

图3 分析步设置

 

相互作用设置:在Interaction模块,建立默认的无摩擦接触属性,Special》creat裂纹,Type选择XFEM方法,如图4所示,指定接触属性。

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ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)的图7

 图4 裂纹XFEM设置

 

载荷及边界条件:压力容器底面完全约束,容器内壁面施加均布压力pressure,大小210MPa。

 

ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)的图8

图5 边界条件

 

网格划分模块:选用C3D8R单元,建立job,提交分析。求解后,图6是模型的应力分布云图!本例由于施加的载荷很大,载荷未施加完,容器已经发生裂纹扩展,导致只能算到0.113就Abort,也就是内压在23.1MPa时发生扩展。

ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)的图9

ABAQUS经典案例之断裂-XFEM压力容器裂纹扩展(附CAE文件)的图10

图6 应力分布云图

 

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断裂压力容器裂纹扩展

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