Abaqus 应用之疲劳 + XFEM

• 应力寿命法：基于材料的 S-N 曲线，通过计算结构在循环载荷下的应力范围，来预测结构的疲劳寿命。
• 应变寿命法：考虑材料的塑性变形，通过计算结构在循环载荷下的应变范围，来预测结构的疲劳寿命。
• 裂纹扩展法：基于断裂力学理论，通过计算裂纹在循环载荷下的扩展速率，来预测结构的剩余寿命。

• 定义材料属性：包括弹性模量、泊松比、屈服强度、疲劳性能参数等。
• 建立有限元模型：根据实际结构建立几何模型，并进行网格划分。
• 施加载荷和边界条件：根据实际工况，施加循环载荷和边界条件。
• 进行疲劳分析：选择合适的疲劳分析方法，设置分析参数，进行疲劳分析。
• 查看分析结果：查看结构的疲劳寿命、损伤分布等结果，评估结构的可靠性。

• 引入富集函数：在传统有限元位移模式的基础上，引入富集函数来描述裂纹尖端的奇异场和裂纹面的不连续性。
• 单元划分：将结构划分为常规单元和富集单元，富集单元包含裂纹尖端或裂纹面。
• 求解方程：通过求解平衡方程，得到结构的位移场和应力场。

• 裂纹扩展分析：可以模拟裂纹在结构中的任意路径扩展，预测结构的剩余寿命。
• 复合材料分析：可以模拟复合材料中的分层和脱粘等损伤现象。
• 生物力学分析：可以模拟骨骼和软组织中的裂纹扩展和损伤愈合等过程。

1. 进行 XFEM 分析，得到结构中的裂纹扩展路径和应力强度因子。
2. 将裂纹扩展路径和应力强度因子作为输入，进行疲劳分析，预测结构的剩余寿命。

四、案例