自动裂纹扩展中的裂纹引入与更新问题解决策略

关于软件配置

1.    如果FRANC3D调用有限元求解器不成功，请查看一下是否正确设置了求解器的路径

点击FRANC3D界面上的菜单：Edit->Preferences，在弹出的对话框中分别点击ANSYS、ABAQUS、NASTRAN选项卡，指定各求解器的可执行文件的路径即可，以下默认路径供参考：

l  C:\Program Files\ANSYS Inc\v140\ansys\bin\winx64\ANSYS140.exe

l  C:\SIMULIA\Abaqus\Commands\abaqus.bat

l  C:\MSC.Software\MD_Nastran\20111\bin\mdnastran.exe

注：FRANC3D支持全系列版本的ANSYS、ABAQUS和NASTRAN软件，包括最新的ANSYS 16.0，ABAQUS 6.15等。

关于模型导入和输出

1、有限元模型无法导入FRANC3D

请不要读入超大规模（如100万以上的单元）的网格模型，或者网格质量比较差的模型。另外，还要检查一下有限元网格模型中是否存在独立的节点，即这些节点是单独存在的，不属于任何的实体单元。这些都会造成模型读入困难。

2、引入裂纹后FRANC3D输出的有限元模型丢失一些接触或其他边界条件

请把所有的属性定义在网格模型上，有限元软件输出的网格模型最好不要直接读入FRANC3D，应把模型文件（如*.cdb、*.inp、*.dat）再次读入到有限元软件中（此时只有网格模型），检查并重新定义所有的接触、边界条件和荷载等属性，再次输出模型文件，然后读入FRANC3D即可。

如果使用ABAQUS，建议不要输出part、assembly等关键字，可以修改ABAQUS的环境文件，打开abaqus如下安装目录的abaqus_v6.env，编辑添加cae_no_parts_input_file=ON，保存即可。

C:\SIMULIA\Abaqus\6.14-1\SMA\site\abaqus_v6.env

关于裂纹扩展步长（Median extension）和裂尖单元环半径（Template radius）

扩展步长默认为裂纹特征尺寸的20%，单元环半径默认为裂纹特征尺寸的10%。如，引入半径为1mm的圆形角裂纹，扩展步长默认为0.2mm，单元环半径默认为0.1mm。在后续裂纹扩展过程中，一般按照此原则来设定，如要获得精确的解，最好不要超出默认值。

因此，随着裂纹尺寸增大，扩展步长和单元环半径可逐渐变大，如为板类部件，还要注意单元环的半径不能大于板厚的10%才为合理。

对于试用版FRANC3D，需要注意裂纹引入位置的单元尺寸与裂纹尺寸的匹配问题，即裂纹引入位置的单元尺寸要跟裂纹的尺寸要大体相当，下面的两个极端情况可能会导致裂纹引入困难，需要注意：

1)      如果原始网格相对于裂纹尖端网格较密，有单元面完全位于裂纹尖端的template内（下图右），则网格化分不成功

2)      如果原始网格相对于裂纹尖端网格较稀疏，裂纹完全位于其中一个单元面内，且裂纹面和裂纹尖端的template与任何单元边都不相交，则引入裂纹不成功。

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