ARCAN 试样静态裂纹扩展分析 - ANSYS Workbench

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关注 2025年1月4日 12:17

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本教程包括 ARCAN 样本的逐步静态裂纹扩展分析。

• 步骤 1：概述
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• 在复杂的飞机结构中，裂纹扩展很少以耐久性和损伤容限分析 (DADTA) 中假设的理想方式扩展。通常，施加的载荷并不垂直于裂纹成核特征和随后的裂纹扩展。这种情况称为混合型裂纹扩展，或更笼统地说，三维 (3D) 裂纹扩展。大多数 DADTA 仅假设 I 型载荷；因此，工程判断用于估计理想模型中存在的误差量。需要更好地了解混合型疲劳裂纹扩展，以设计更好的裂纹预测模型。在混合型疲劳裂纹扩展领域发表的研究成果很少，阻碍了更新、更准确的 DADTA 的开发。
• 第 2 步：设置
• 在 ANSYS Workbench 主菜单上拖放静态结构分析：
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• 步骤3：工程数据（材料模型）
• 本教程选定的材料是“SAE 1020 碳钢”。
• 材料模型由各向同性弹性、拉伸屈服强度和拉伸极限强度组成。
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• 步骤 4：几何（SpaceClaim 模型）
• 在 SpaceClaim 上创建的厚度为 1.01 毫米的 ARCAN 样本的尺寸如下所示：
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• 步骤 5：定义裂缝（命名选择）
• 在定义裂纹前沿和裂纹表面时，下图中可见的边缘和表面被用作命名选择：
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• 步骤 6：定义裂纹（预网格裂纹和 SMART 裂纹扩展）
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• 利用上一步创建的命名选择，“预网格裂纹”定义如下：
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• 具有静态裂纹扩展选项和 600 MPA.mm ^ (0.5) 应力强度因子的“SMART 裂纹扩展”已通过预网格裂纹定义：
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• 步骤 7：网格操作
• 已实施“面片符合方法”和“裂纹前沿细化”的默认网格操作。默认元素大小已确定为 1.515 毫米：
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• 步骤 8：边界条件
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