基于ANSYS的裂纹尖端应力强度
a 裂纹尖端应力强度KI研究的意义
b 裂纹尖端KI的计算方法
c 裂纹尖端应力奇异性处理
d ANSYS计算过程及结果
1、裂纹尖端断裂力学参数研究意义
v 随着现代高强材料和大型结构的广泛应用,一些按传统强度理论和常规方法设计、制造的产品,发生了不少重大断裂事故。 v20世纪50年代,美国北极星导弹固体燃料发动机发射时发生低应力脆断。 v1965年,英国某大型合成塔在水压试验时断裂成两段。 事故调查发现 →断裂起源于构件中裂纹
va 传统的强度理论
缺陷:传统强度理论并没有考虑材料中是否有缺陷,对有缺陷的材料,对其安全可靠性不能做出正确的判断。
b v工程中常见的几种裂纹
K反映了裂纹尖端应力场的强弱程度
c K断裂准则
为材料的断裂韧性
1)确定含裂纹构件的临界载荷。G,a,KIC → Fc
2) 确定裂纹的极限尺寸。G,F,KIC → a
3) 确定带裂纹构件的安全性。
2、裂纹尖端KI的计算方法
解析法
f(a,w,…)为几何修正系数
缺陷:适用于几何简单的板类,杆类,梁类构件;对于较复杂得构件,无法得到正确的解析解 。
结论:
v验证了1/4节点处理裂纹尖端奇异性是可以的。
在数值法计算中,随着平板尺寸的增大, KI的值逐渐接近于解析值。
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