三维静态内嵌圆形裂纹的分析方法

3D Penny Crack的教程

创建未破解的域

1.打开 Abaqus / CAE 6.9或更高版本。

2.双击零件。输入名称为Solid，建模空间为3D，类型为可变形，基本特征为Solid，近似大小为5。单击继续。

3.使用矩形工具在（-2，-2）到（2,2）之间绘制一个正方形。单击完成。输入4作为深度。单击确定。

4.双击材料。输入名称为铝。单击机械，然后单击弹性，然后单击弹性。输入杨氏模量为70 GPa，泊松比为0.33。单击机械，然后单击牵引力分离定律的损坏，然后单击最大损伤。输入500 MPa的值。在“子选项”菜单上，单击“损害演变”。输入失败时的位移为1.单击确定。单击确定。

5.双击节。名称为Main。单击继续以接受默认设置。选择铝作为材料，然后单击平面应力/应变厚度复选框。输入1作为厚度。单击确定。

6.展开零件，然后展开板。双击部分分配。选择域。单击完成。接受默认设置。单击确定。

7.展开实体。双击网格。从顶部菜单中选择“种子”，然后选择“按数字边缘”。选择域。单击完成。输入20作为沿边缘的元素数。按下Enter键。单击完成。

8.从顶部菜单中选择“网格”，然后选择“控件”。选择“十六进制，结构化”。单击确定。从顶部菜单中选择“网格”，然后选择“零件”。单击是。

9.展开组装。双击实例。选择板。通过单击确定接受默认设置。

创建破解域

1.双击零件。输入名称作为“裂纹”，“建模空间”为“ 3D平面”，“类型”为“可变形”，“基础特征”为“外壳”，“类型”为“平面”，“近似大小”为5。单击“继续”。

2.绘制一个圆，中心为（0,0），半径为5。单击“完成”。

3.展开部件，然后双击实例。选择裂纹。通过单击确定接受默认设置。

4.在视口左侧的菜单下，单击翻译实例。选择裂纹。单击完成。初始向量为（0,0,0），第二向量为（0,0,2）。单击确定。

5.展开装配，实例。右键单击“裂纹”，然后单击“抑制”。

6.双击设置。名称为域。类型是元素。单击继续。选择所有元素。单击完成。

7.展开程序集，然后展开实例。右键单击“裂纹”，然后单击“继续”。右键单击“实心”，然后单击“抑制”。

8.双击交互。单击取消。从顶部菜单中单击特殊，然后单击裂纹，然后单击创建。名称为Penny，类型为XFEM。单击继续。选择先前创建的集作为“裂纹域”。在出现的菜单上，通过单击与裂纹相对应的平面线段来指定裂纹位置。单击确定。

9.展开Assembly，然后是Instances。右键单击Solid，然后单击Resume。

创建边界条件和载荷

1.双击步骤。输入名称作为加载。接受默认设置，然后单击继续。接受默认设置，然后单击确定。

2.双击负载。输入名称作为TopPressure，类别是机械，类型是压力。单击继续。选择域的顶面。单击完成。输入-1作为Magnitude，其他设置为默认设置。单击确定。

3.对域的底部重复步骤2，输入名称为BottomPressure。

4.创建三组边界条件。对于位于实体底部中心的原点，以下点被固定为不允许它们在x方向上移动：（2,0,4），（-2,0,4），（2,0 ，0），（-2,0,0），y方向：（0,2,4），（0，-2,4），（0,2,0），（0，-2,0）和z方向：（2,2,2），（2，-2,2），（-2,2,2），（-2，-2,0）。

   5.展开字段输出请求，双击F-Output-1。展开“失败/破裂”选项，并选中“ PHILSM”，“水平设置值phi”旁边的框。单击确定。这将允许您查看定义裂缝的水平设置功能。

解决方程组

   1.双击Jobs。输入名称为Penny。单击继续。通过单击确定接受默认设置。

   2.展开作业。右键单击“ Penny”，然后单击“提交”。

   3.右键单击“ Penny”，单击“结果”以查看结果。

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