三维裂纹扩展轨迹的厚度效应研究

三维裂纹扩展轨迹的厚度效应研究

论文摘要

基于ANSYS有限元分析软件,构建了不同厚度穿透裂纹结构在拉伸载荷作用下的计算模型,将含裂结构分为非裂纹体和含裂纹体,独立建模和划分网格,通过位移法求解三维裂纹前缘的应力强度因子值,利用Paris公式计算裂纹扩展量,依据Richard判据确定裂纹偏转角度,借助三次样条曲线拟合新的裂纹前缘曲线,建立三维裂纹扩展仿真方法,开发三维裂纹扩展程序,研究不同厚度下的三维裂纹扩展轨迹。通过数值模拟结果和试验实测结果对比,验明了本文裂纹扩展轨迹分析方法的有效性。研究结果表明,在相同载荷及边界条件下,对于不同厚度的三维穿透裂纹,厚度效应对内部的应力应变场影响很大,裂纹前缘也呈现出完全不同的形态。

论文目录

  • 1 三维裂纹扩展轨迹模拟方法
  •   1.1 基本思路
  •   1.2 确定扩展增量
  •   1.3 确定扩展方向
  •   1.4 裂纹扩展程序
  • 2 三维穿透裂纹扩展模拟
  •   2.1 三维薄板穿透裂纹扩展模拟
  •     2.1.1 模型几何参数
  •     2.1.2 有限元模型
  •     2.1.3 裂纹前缘应力强度因子
  •     2.1.4 裂纹扩展形态与轨迹分析
  •   2.2 三维大厚度板穿透裂纹扩展模拟
  •     2.2.1 模型几何参数
  •     2.2.2 有限元模型
  •     2.2.3 裂纹扩展形态与轨迹
  • 3 验证
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 赵慧,吕毅,窦鹏鹏

    关键词: 三维裂纹,裂纹扩展轨迹,应力强度因子,有限元法,厚度效应

    来源: 兵器装备工程学报 2019年08期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑,基础科学

    专业: 力学

    单位: 西安航空学院飞行器学院,西北工业大学航空学院

    基金: 西安航空学院校级科研基金项目“三维多裂纹扩展数值仿真研究”(2018KY1223)

    分类号: O346.1

    页码: 219-225

    总页数: 7

    文件大小: 387K

    下载量: 166

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