ansys裂纹分析
ANSYS断裂分析
基于ANSYS的断裂参数的计算1 引言断裂事故在重型机械中是比较常见的,我国每年因断裂造成的损失十分巨大。
一方面,由于传统的设计是以完整构件的静强度和疲劳强度为依据,并给以较大的安全系数,但是含裂纹在役设备还是常有断裂事故发生。
另一方面,对于一些关键设备,缺乏对不完整构件剩余强度的估算,让其提前退役,从而造成了不必要的浪费。
因此,有必要对含裂纹构件的断裂参量进行评定,如应力强度因了和J积分。
确定应力强度因了的方法较多,典型的有解析法、边界配位法、有限单元法等。
对于工程上常见的受复杂载荷并包含不规则裂纹的构件,数值模拟分析是解决这些复杂问题的最有效方法。
本文以某一锻件中取出的一维断裂试样为计算模型,介绍了利用有限元软件ANSYS计算应力强度因子。
2 断裂参量数值模拟的理论基础对于线弹性材料裂纹尖端的应力场和应变场可以表述为:(1)其中K是应力强度因子,r和θ是极坐标参量,可参见图1,(1)式可以应用到三个断裂模型的任意一种。
图1 裂纹尖端的极坐标系(2)应力强度因子和能量释放率的关系:G=K/E" (3)其中:G为能量释放率。
平面应变:E"=E/(1-v2)平面应力:E=E"3 求解断裂力学问题断裂分析包括应力分析和计算断裂力学的参数。
应力分析是标准的ANSYS线弹性或非线性弹性问题分析。
因为在裂纹尖端存在高的应力梯度,所以包含裂纹的有限元模型要特别注意存在裂纹的区域。
如图2所示,图中给出了二维和三维裂纹的术语和表示方法。
图2 二维和三维裂纹的结构示意图3.1 裂纹尖端区域的建模裂纹尖端的应力和变形场通常具有很高的梯度值。
场值得精确度取决于材料,几何和其他因素。
为了捕获到迅速变化的应力和变形场,在裂纹尖端区域需要网格细化。
对于线弹性问题,裂纹尖端附近的位移场与成正比,其中r是到裂纹尖端的距离。
在裂纹尖端应力和应变是奇异的,并且随1/变化而变化。
为了产生裂纹尖端应力和应变的奇异性,裂纹尖端的划分网格应该具有以下特征:·裂纹面一定要是一致的。
ANSYS workbench 裂纹分析
基于ANSYS Workbench的表面裂纹计算By Yan Fei本教程使用ANSYS Workbench17.0 进行试件表面裂纹的分析,求应力强度因子。
需要提前说明的是,本案例没有工程背景,仅为说明裂纹相的计算方法,因此参数取值比较随意,大量设置都采用了默认值。
1.背景知识传统的强度设计思想把材料视为无缺陷的均匀连续体,而实际工程构件中存在多种缺陷,断裂力学是从20实际50年代末期发展起来的一门弥补了传统强度设计思想严重不足的新的学科,是专门研究含缺陷或裂纹的物体在外界条件作用下构件的强度、裂纹扩展趋势以及疲劳寿命的科学。
断裂力学是从构件内部具有初始缺陷这一实际情况出发,研究在外部荷载下的裂纹扩展规律,从而提出带裂纹构件的安全设计准则。
a 张开型裂纹b 滑开型裂纹c 撕开型裂纹图 1 裂纹的分类使用弹性力学方法可以求得,在裂纹尖端处的应力的解析解为无穷大,此时应力值已经失去意义,一般采用应力强度因子作为判断结构是否安全的指标。
目前的断裂力学研究主要集中在I型裂纹的开裂,数值计算工具也多集中在I型裂纹的计算上,因此以I型裂纹为例。
图2 裂纹尖端坐标系含有裂纹的无限大平板的I 型裂纹尖端附近的应力为:)(23cos 2sin 223sin 2sin 12cos 223sin 2sin 12cos 20ⅠⅠⅠr O r K rK rK xy y x +⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛−=θθπτθθθπσθθθπσ其中,K Ⅰ叫Ⅰ型裂纹的应力强度因子。
2. ANSYS Workbench 裂纹分析2.1. 分析模型的建立1 建立一个静力分析步,材料使用默认,需要说明的是,现有计算技术下,断裂力学计算一般都采用线弹性材料,考虑到断裂中塑性区一般都不大,线弹性的假设还是可以接受的。
图3 分析步设置2 建立几何模型,本案例使用spaceclaim 建立几何模型。
图4 试件平面图图5 试件立体图3 分网格,必须采用四面体网格。
基于ANSYS的生物质平模成型机主轴裂纹分析
式 中 ∑F 一 工作 过程 中压辊 通 过花 键施 加 在 主轴 上
的力 , =F1 ∑F +… +F ;
∑ F一机身通过主轴支撑位置施加给主轴 的支
撑反 力 , l ∑F =F +… + F;
一
电机对 主轴 的力 矩 , 过 减 速 器 连 接 施 加 通
在 主轴上 的动力矩 ;
23 7M P 5. a。
2 1 1 材 料特 性 的设 定 ..
采用 A S S 主轴进行有 限元 分析。主轴 材料 NY 对
根据经济型和使 用性选用 ¥5 , 4 C 弹性模量 20 G a 0 P ,
泊 松 比为 0 3 屈 服 极 限 3 5 a 选 取 强 度 安 全 系 数 ., 5 MP , n=15 经 计算 许 用 屈服 应 力 为 .,
2 2 边界条 件 的创建 .
∑ 取轴 向为 轴 , 建立力和力矩平衡方程 , 即
2 2 1 载 荷施 加 . . 根据 综合 分 析 , 轴 工 作 系 统所 受 外 载 荷 主要 包 主 括两 方 面 : 一方 面 为压 辊 与 主 轴 花 键 连 接 部 位 的扭 矩
∑F +∑F =G + : G
M2:9 5 i1 2 1n 5 0 ̄ 叼 P / 1 / () 3
2 3 优化 前后 计算 结果分 析 . 利 用 F O T DR C R N IE T波前 求解 器 , 该 有 限 元模 对 型进 行 计算 求解 。
图 4为 主轴 拉应 力 图 , 4 a 是 主轴 出现 小裂 纹 图 ()
式中
叼一 电动机传 动效 率 ; 叩一 减速 器 的传动效 率 ;
一
减速器 的传 动 比;
的拉 应 力 。 由 图 4( ) 见 , 轴 拉 应 力 最 大 值 为 a 可 主 2 74 M a 超过 了轴 的许 用屈 服 应 力 25 7 a 3 .3 P , 3 .MP 。拉 应力 最 大位 置在 下 轴 肩 和键 槽 周 围 , 由于 压 辊 在 工 作 时通 过键 施 加 给 主轴 反 作 用 轴 向力 , 力 传 递 到 轴 肩 反 和键 槽 周 围 , 轴 肩 和 键 槽 具 有 轴 向约 束 作 用 , 此 而 因 在该 部 位 附近 形 成 较 大 的应 力 集 中 , 于 危 险 截 面 。 属 图 4 b 把 主轴 的下 轴 肩 加 大 , 时增 大过 渡 圆 角 , () 同 进
混凝土结构的裂缝及其ANSYS分析
混凝土结构的裂缝及其ANSYS分析混凝土结构是建筑工程中常见的结构形式,由于其性能优异,在各种建筑中被广泛使用。
然而,由于混凝土结构的特性,如收缩、膨胀、温度变化、荷载变形等,可能会导致结构出现裂缝。
本文将探讨混凝土结构的裂缝产生原因、裂缝的分类以及使用ANSYS软件进行裂缝分析的方法。
混凝土结构的裂缝产生原因可以从内力和外力两个方面考虑。
内力是由于结构收缩、膨胀和变形引起的,外力则包括温度变化、荷载作用、水膨胀、地震等因素。
裂缝的形成是由于混凝土内部受到拉应力的作用,当拉应力超过混凝土的抗拉强度时,就会形成裂缝。
根据混凝土结构裂缝的性质和产生原因,常见的裂缝可以分为以下几类:1.收缩裂缝:由于混凝土在干燥过程中会发生收缩,造成内部产生拉应力,从而形成的裂缝。
2.膨胀裂缝:由于温度的变化以及聚合材料的膨胀引起的裂缝,也是常见的一种裂缝类别。
3.荷载裂缝:由于承载结构受到外部荷载作用产生的拉应力引起的裂缝。
4.施工裂缝:由于混凝土的收缩和膨胀,以及施工技术不良等因素引起的裂缝。
5.水膨胀裂缝:由于混凝土受到水的侵蚀,引起水膨胀引起的裂缝。
为了对混凝土结构的裂缝进行分析,可以使用ANSYS软件。
ANSYS是一种通用有限元分析软件,可以用于模拟和分析各种复杂的结构问题。
以下是使用ANSYS进行混凝土结构裂缝分析的方法:1.准备模型:首先需要准备一个混凝土结构的三维模型。
可以使用CAD软件绘制模型,然后导入到ANSYS中。
在绘制模型时,需要注意表达混凝土的材料性质、尺寸和边界条件等。
2.定义材料性质:在ANSYS中定义混凝土的材料性质,包括弹性模量、抗拉强度、抗压强度、收缩系数等参数。
这些参数可以根据实际材料的性质进行设定。
3.应用载荷:在模型中应用实际的载荷和边界条件。
载荷可以包括静载荷、动态荷载以及温度载荷等。
需要注意的是,载荷应符合实际工程情况。
4.网格划分:将模型进行网格划分,将结构划分成小的单元。
基于ANSYS软件的16MnR钢疲劳裂纹扩展分析
[研究・设计]DO I :10.3969/j .issn .100522895.2010.03.013收稿日期:2009212202;修回日期:2009212206作者简介:屠立群(1982),女,浙江宁波人,硕士,助理实验师,主要研究方向为材料强度。
E 2mail:tuliqun@zjut .edu .cn基于AN SYS 软件的16M nR 钢疲劳裂纹扩展分析屠立群1,刘宝剑2,蔡东海1(1.浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室,浙江杭州 310014; 2.镇海职业教育中心,浙江宁波 315000) 摘 要:针对16MnR 材料,基于ANSYS 软件的有限元方法对CT 试样进行疲劳裂纹扩展模拟,并与试验结果进行对比,研究了16MnR 钢的疲劳裂纹扩展速率。
这一方法对工程中利用有限元方法计算裂纹扩展速率具有重要的实际意义和应用价值。
图6表1参10关 键 词:材料力学;疲劳裂纹扩展;扩展速率;ANSYS 软件;16M nR 钢;应力强度因子幅中图分类号:O346 文献标志码:A 文章编号:100522895(2010)0320044204Ana lysis of Fa ti gue Crack Growth of 16M nR Steel w ith ANS Y S SoftwareT U L i 2qun 1,L IU Bao 2jian 2,CA IDong 2hai1(1.The MOE Key Laborat ory of Special Pur pose Equi pment and Advanced Pr ocessing,Zhejiang University of Technol ogy,Hangzhou 310014,China;2.Zhenghai Pr ofessi onal Educati on Center,N ingbo 315000,China )Abstract:The fatigue crack gro w th of 16M nR steel CT speci m en is si m ulated w ith AN SYS.B y co m parison w ith theexperi m ent results of 16M nR steel CT speci m en show that the method has i m portant p ractical significance and app licati onvalue in p r oject using the finite ele ment method f or calculating the crack gr owth rate .[Ch,6fig .1tab .10ref .]Key words:mechanics of materials;fatigue crack gr o wth;gr o wth rate;ANSYS s oft w are;16MnR steel;stress intensity fact or a mp litude 0 引言随着现代工业的发展,压力容器广泛应用于化工、电力、核动力工程、交通和城市公用工程等行业和部门中。
用ANSYS作裂纹走向预测的计算技巧
用ANSYS作裂纹走向预测的计算技巧ANSYS是一个广泛应用于工程领域的有限元分析软件,用于模拟和解决各种工程问题。
在裂纹走向预测方面,ANSYS提供了多种功能和技巧。
本篇文章将介绍ANSYS在裂纹走向预测方面的计算技巧,并提供一些实用的方法和建议。
以下是一些值得关注的关键步骤和技巧:1.建立准确的模型:在进行裂纹走向预测之前,需要建立一个符合实际情况的准确模型。
模型的准确性对于预测结果的准确性至关重要。
在建模过程中,需要考虑材料的性质、裂纹的大小和方向以及与裂纹配合的部件的几何形状。
2.材料参数的输入:ANSYS提供了材料数据库,可以选择标准材料参数。
然而,在一些情况下,需要自定义材料参数。
这涉及到材料的宏观和微观力学性质。
这些材料参数包括弹性模量、屈服强度、破坏韧性等。
正确输入材料参数对于准确预测裂纹走向至关重要。
3.边界条件的设置:边界条件对于裂纹行为的模拟非常关键。
在模型中正确设置边界条件将能够准确预测裂纹的行为。
对于裂纹走向预测,需要考虑材料的加载状态和应力分布。
要模拟真实情况下材料的力学行为,可以设置边界条件来模拟真实的受力情况。
4.裂纹尺寸的输入:在模拟裂纹行为时,需要定义裂纹的尺寸。
ANSYS提供了多种定义裂纹尺寸的方法,包括手动输入和自动生成。
在裂纹走向预测中,可以通过输入不同的裂纹尺寸来模拟不同的裂纹形态,然后预测不同的裂纹走向。
5.工程应力的加载:工程应力加载是模拟实际工程问题的关键步骤之一、通过在模型中应用工程应力,可以模拟裂纹行为的响应。
可以在ANSYS中使用加载边界条件来模拟不同的加载条件,例如拉伸、压缩或弯曲。
6. 材料损伤准则的选择:裂纹走向预测中,需要选择适当的材料损伤准则。
材料损伤准则用于预测裂纹扩展方向和速率。
ANSYS提供了多种材料损伤准则,如J-Integral、CTOD等。
选择适当的材料损伤准则可以提高预测结果的准确性。
7.结果分析和后处理:在模拟完成后,需要对结果进行分析和后处理。
ANASYS对带裂缝梁体的模态分析
ANSYS 对带裂缝结构模态分析通过ANASYS 的计算可以有效的解决带裂缝实体梁的工况利用ANSYS 可以对实体进行模态分析的特点,直接建立带裂缝实体梁模型,进行模态分析。
取悬臂梁,梁尺寸为mm mm mm L h b 2000400200⨯⨯=⨯⨯,取其弹性模量为帕,泊松比为,密度为-6千克每立方毫米,ANSYS 计算得到开裂前的一阶自振频率为Hz 。
取裂缝位置为L L n ,取裂缝深度为h a n ,利用实体楔形模拟裂缝,对实体梁进行如下分析: 1. 裂缝宽度对模态的影响分别取裂缝宽度为0.02mm,0.04mm,0.2mm ,考察裂缝宽度对梁模态的影响。
设定裂缝位置分别为,,,,设定裂缝深度分别为,,分析结果如表1-1所示,其对比图如图1-1所示。
从图表数据分析,得到如下结论:在允许裂缝范围内,裂缝的开裂宽度对结构的模态的影响可以忽略不计。
2. 裂缝开裂位置对模态影响利用1中结论,取裂缝宽度为0.02mm ,考察裂缝在上部开裂时是否与下部开裂时不同。
结果如图1-1所示,可以看出与下部开裂时完全相同。
因此,可以得到当结构几何尺寸固定时,在同一几何方向上的开裂位置不影响其模态。
3. 第二条裂缝模态对比一条裂缝时的模态利用1,2中的结论,取两条均在梁底部的裂缝。
第一条裂缝宽度为0.02mm,深度为,位置分别为,,;第二条裂缝宽度为0.02mm ,深度分别为,,,位置分别,,,,。
分析结果如表3-1。
从图3-1可以看出,模拟值与试验值对照良好,可以说明此方法可行。
从图3-2可以看出,单裂缝自振频率与完好梁自振频率比,同双裂缝自振频率与单裂缝自振频率比是非常接近的。
即,再次开裂对结构前一状态的模态影响是基本相同的。
综合1,2,3可以看出,采用实体建模直接构件裂缝的方法分析带裂缝的结构模态是完全可行的,但因为现阶段扩展有限元方法XFEM 尚不完善,采用有限元方法建立裂缝又导致需要重新修改实体模型再剖分单元网格,而且,不论是裂缝实体还是裂缝面上的网格剖分,都是非常困难的。
基于ANSYS的穿透裂纹三维板数值分析
( 3 )
…
板中心裂纹
式中: 厂—— 围绕裂纹尖 端 的一条任 意 反时 针 回路 , 起端始 于裂 卜 弹塑性条件下 , 回路 ,上任 意点 ( Y ,)的应变 能密
图 1 函数 t) 0 取值 图 表 1 中 心裂 纹 计 算 结 果
・
5 6・
第3 8卷 第 2 9期
2 2 月 1 年1 0 0
山 西 建 筑
裂纹 的力学特性 。板表面均匀压力荷载及约束如图 8 图 9所示 。 阶梯荷载分别计算 。模拟结果与解 析解对 比, , 得到三 种不 同位 置
3 计 算方 法及 理论依 据
3 1 J积 分 .
3 10 . 1 46 5 .6 62 0 .2 7 75 .7 9 30 .3
误 差/ %
18 .3 18 .1 18 .2 18 .2 18 .2
K AJ Cl C
319 .2 4 64 .9 628 .5 783 .2 938 . 8
误差/ %
图0三 不 位 裂 情 的()值 线 1 种 同置 纹 况 , 取 曲。 为 ÷
[ 6
篓 研 院 力 度 子 册M 北 :学 版 究 ・ 强 因 手 [ ・京科 出 应 ]
On n m e i n l ss o e e r t d c a k t r e d m e so l t a e n ANS u rc a a y i fp n t a e r c h e . i n i n p a e b s d o YS
, ,
1 ia .2r 2
爹哼. 卧 参考文献 : x . [ ] 康颖安. 1 断裂力学的发展 与研 究现 状 [ ] 湖 南工程 学 院学 J.
基于ANSYS的焊接箱形梁裂纹断裂分析
工具 ,模拟焊接箱形梁裂纹扩展 ,并采用奇异单元计算在 不 同长度初始 裂纹下起 重机焊 接箱形梁 应力强 度因子
前 5 %提高 到 了 7 . % 。 7 98
[ ]王德敏 .成 本 费用 控制 精 细化 管理 全 案 [ . 京 : 2 M] 北
人 民 邮 电 出 版 社 ,2 0 . 09
[ ]N rg nW . l s iuai ni n et c] Po 3 odr B Fe i s l o evr m n [ . r— e x m m tn o
c e i g ft e 2 0 n e i lt n c ne e c e d n s o h 0 2 wi tr s mu a i o fr n e,2 0 o 0 2:
2 50 —2 52.
作
者 :王
峰
4 结 论
生产 是企 业 的 中心 环 节 ,更 是 企 业 利 润 的 主
根 据各 工 序 的 生 产 时 间 ,对 生 产 线 的仿 真模
要来 源 。在 激 烈 竞 争 的 大 环 境 下 ,市 场 环 境 的变
化 同车 间制 造 生 产 模 式 的发 展 联 系更 加 紧 密 。本 文所描 述 的基 于 Fes lxi 产 线 管理 与 成 本控 制 模 m生 型 ,能够直 观地 为生 产 管 理 和成 本 控制 提供 服 务 , 有助 于车 间管 理 人 员 准 确地 找 到生 产 瓶 颈 ,减 少 生产过 程 中 的浪 费 ,最大 限度地 提 高企业利 润 率 。
金 属 结 构 的疲 劳 过 程 一 般 包 括 裂 纹 萌 生 、裂 纹 扩展 和 失 稳 断 裂 3个 阶 段 。对 于 焊 接 箱 形 梁 ,
圆孔裂纹板K值Ansys分析报告
2
2.5
3
KⅠ/MPa mm1/2
25.164
29.551
34.492
KⅡ/MPa mm1/2
1.8365
2.1399
2.4120
使用origin绘制应力强度因子随a的变化曲线,如图4。
从曲线图中可以看出,应力强度因子KⅠ、KⅡ随a值增加而增大。说明应力强度因子与裂纹长度呈正相关,裂纹越长则裂纹尖端应力强度因子越大。
2、绘制应力强度因子随几何参数的变化曲线。
3、列出必要的参考文献。
图1含两圆孔和倾斜裂纹矩形板受垂直拉伸载纹尖端的应力场为:
I型裂纹尖端的位移场为:
其中:
同理,对II型裂纹尖端的应力场:
显然,位移场和应力场均可以表示成应力强度因子的形式。通过对裂纹尖端的应力应变场分析来求解对应的应力强度因子,便是传统有限元求解应力强度因子的原理。而对于I、II复合型裂纹尖端的应力强度因子,可通过它们的叠加获得。
计算应力强度因子常用方法有3大类:解析法、数值计算法和工程计算法。解析法分为复变函数法和积分变化法。解析法只能计算简单问题,大多数问题需要采用数值计算法。数值计算法可分为有限元法、加权残差法、边界元法和权函数法。当前工程中广泛采用的数值解法是有限单元法。随着有限元法的发展,有限元在断裂力学中的应用越来越普及。近年来,计算机技术得到了迅猛发展,许多功能强大的有限元软件也相继问世,大型通用有限元程序就是当前工程中应用最广泛的有限元软件之一。
[4]陆建飞,沈为平,杨辉.半平面多圆孔多裂纹反平面问题[J].上海交通大学学报,1998,32(11):67
[5]陈芳,王生楠.Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹的应力强度因子有限元计算分析[J].机械设计与制造,2009(8):20-21
基于ANSYS的齿轮根部裂痕故障诊断法
基于ANSYS的齿轮根部裂痕故障诊断法齿轮作为一种广泛使用的传动装置,在工业生产中扮演着至关重要的角色。
然而,在齿轮使用的过程中,由于多种原因,齿轮可能出现裂痕、断裂等故障,这些故障不仅影响齿轮传动的效率和可靠性,还可能导致严重的安全事故。
因此,齿轮故障诊断一直是机械工程领域的研究热点之一。
本文着重介绍了一种基于ANSYS的齿轮根部裂痕故障诊断方法。
ANSYS是一种广泛使用的有限元分析软件,其动力学分析功能可以用于评估齿轮的可靠性。
在此方法中,首先需要识别齿轮的故障类型。
齿轮的故障类型可以分为齿面故障和齿根故障两类,其中齿根故障又可以分为裂纹型和齿偏型两类。
齿根裂纹故障是一种比较常见的故障形式,因此本文仅介绍基于ANSYS的齿根裂纹故障诊断方法。
在ANSYS中,齿轮可以以3D实体模型的形式进行建模。
在建模时,需要考虑齿轮的几何形状、材料特性和加载条件等因素。
对于齿根裂纹故障的模拟,可以采用预定义的裂纹模型或自定义的裂纹模型,将裂纹的位置和大小进行设定。
在建立好齿轮模型后,需要进行加载条件的设定。
加载条件包括转速、扭矩和工作条件等因素。
在ANSYS中可以使用静态分析或动态分析的方法进行加载条件的设定。
在动态分析中,可以使用转矩-扭转角度曲线来描述齿轮的工作状态,根据额定载荷和额定寿命进行分析。
在完成齿轮模型和加载条件的设定后,可以利用ANSYS进行有限元分析,通过分析齿轮的应力状态、位移和形变等因素,评估齿轮的可靠性和故障情况。
对于齿根裂纹故障,需要进行应力分析和断裂分析,通过计算应力强度因子来确定裂纹的稳定性和破坏状态。
此外,可以使用断裂力学模型来模拟齿根裂纹的扩展过程,进一步研究裂纹的破坏机理和破坏路径。
值得注意的是,齿轮的故障诊断不能仅依靠单一的分析方法,需要综合应用多种方法进行验证。
例如,可以使用振动分析、声学分析和热学分析等方法来评估齿轮的健康状况,从而确定齿轮的工作状态和故障位置。
总之,基于ANSYS的齿根裂纹故障诊断方法具有精度高、分析速度快、灵活性强等优势,可以在工业领域广泛应用。
基于ANSYS的现浇混凝土楼板裂缝分析
基于ANSYS的现浇混凝土楼板裂缝分析文章从混凝土本构关系和目前混凝土破坏开裂准则出发,结合现浇混凝土楼板裂缝的现状和产生原因,利用有限元软件,结合SOLID65单元的应用,分析了在竖向位移作用下四边简支现浇板的裂缝分布、主应力分布等。
为进一步研究现浇楼板裂缝提供理论参考。
标签:有限元;本构关系;破坏准则;楼板裂缝1 引言现浇混凝土楼板裂缝问题一直受到国内外工程人员的关注,裂缝的存在对于结构的耐久性和适用性都会造成极为不利的影响,由于钢筋混凝土结构是多种不同材料经过拌合、振捣、养护后而形成的。
一般情况下,大部分细小的裂缝的存在并不会直接影响到结构的安全和正常使用,但是,如何避免那些可见裂缝,特别是对结构安全有影响的裂缝则是人们普遍关心的。
2 钢筋混凝土本构关系及破坏准则2.1 材料本构关系混凝土采用的本构模型骨架曲线为Kent和Park在1973年提出,后经Scott 等人改进的模式。
在反复加载下钢筋的骨架曲线采用二线型本构模型,超过弹性极限后,钢筋的等效弹性模量取E’=0.01E。
2.2破环准则混凝土开裂前,采用Druck-Prager屈服面模型模拟其塑性行为,即在这种情况下,一般在假设压碎和开裂之前,混凝土材料的塑性变形已经完成。
对于ANSYS中的混凝土材料开裂的失效准则,则采用William-Warnke五参数强度模型。
多轴应力状态下混凝土的失效准则表达式为:3 钢筋混凝土楼板开裂在ANSYS中的模拟3.1 Solid65单元通常钢筋混凝土结构有限元分析的单元分为两种:杆系单元和实体单元。
在结构分析中应尽可能多地采用三维实体单元模型,力求最大程度地真实模拟实际结构构件。
Solid65是专为混凝土、岩石等抗压能力远大于抗拉能力的非均匀材料开发的单元,能够使混凝土材料具有开裂、压碎、塑性变形和蠕变的能力,可以模拟材料的拉裂和压溃现象。
3.2 开裂模拟本文钢筋混凝土裂缝有限元分析采用ANSYS中的smeared裂缝模型(单元内部分布裂缝模型),其原理是用分布裂缝代替单独裂缝,在结构出现裂缝以后,仍然假定材料是连续的,通过判断混凝土结构内部的积分点的状态(一般判断等效应力是否大于某数值)来判断单元内部积分点是否开裂,但是该方法无法考虑裂缝的扩展,裂缝之间也不能贯通,对结构进行整体分析时,如果结构划分的网格足够密,其结果还是很理想的。
ansys 裂纹 坐标系
ansys 裂纹坐标系ANSYS裂纹坐标系引言:当研究材料的裂纹行为时,了解裂纹坐标系的概念是非常重要的。
裂纹坐标系是一种由裂纹定义的坐标系,用于描述裂纹的位置和方向。
在使用ANSYS软件进行裂纹有限元分析时,裂纹坐标系的正确使用是确保分析结果准确性和可靠性的关键。
本文将逐步介绍ANSYS裂纹坐标系的概念和使用方法。
第一部分:裂纹坐标系的概念和定义(300字)裂纹坐标系是一种通过选定的坐标轴和角度来描述裂纹位置和方向的数学框架。
裂纹坐标系的原点通常位于裂纹的起点,而坐标轴则沿着裂纹的主轴方向定向。
在裂纹坐标系中,通常使用极坐标或笛卡尔坐标来描述裂纹的位置和方向。
第二部分:裂纹坐标系的应用(500字)在裂纹有限元分析中,使用裂纹坐标系可以帮助我们确定载荷作用下裂纹尖端应力场的分布。
通过定义裂纹坐标系,可以将裂纹尖端的应力场分解为正应力、应变和剪应力分量,这有助于我们更好地理解裂纹的行为。
裂纹坐标系的应用主要包括:1. 确定裂纹尖端应力场的形状和大小。
2. 计算裂纹尖端的应力强度因子和应力强度因子范围。
3. 分析裂纹扩展速率和裂纹扩展路径。
4. 预测裂纹的疲劳寿命和断裂特性。
在ANSYS软件中,我们可以通过定义一个裂纹坐标系来进行裂纹有限元分析。
首先,需要在裂纹起点附近选择一个点作为裂纹坐标系的原点。
然后,可以沿着裂纹的主轴方向定义一个坐标轴,通常选择裂纹的延伸方向或裂纹尖端切向作为主轴。
在使用ANSYS时,可以使用命令行输入APDL 命令或者使用图形界面来定义裂纹坐标系。
第三部分:在ANSYS中定义裂纹坐标系(700字)在ANSYS中,我们可以使用APDL命令行或者图形界面来定义裂纹坐标系。
如果选择使用APDL命令行,可以使用命令'LCS'来定义裂纹坐标系。
该命令有多个选项可以用来定义裂纹坐标系的原点和坐标轴。
首先,使用'LCS'命令定义裂纹坐标系的原点。
例如,可以使用'LCS,0,0,0'命令将坐标系原点设置为全局坐标系中的点(0,0,0)。
ANSYS 断裂力学新功能之SMART自适应裂纹萌生分析
文章来源:安世亚太官方订阅号(搜索:Peraglobal)裂纹扩展是指材料在外界因素作用下裂纹萌生、生长的动态过程。
对于不考虑奇异性的裂纹扩展分析,需要定义准则来确定裂纹萌生的初始位置。
新版本中使用SMART(分离、变形、自适应和重划分网格技术)分析裂纹扩展时增加了最大主应力准则去评估裂纹萌生的时间和位置。
当满足该准则时,裂纹自动以椭圆的形状(目前只支持椭圆裂纹)和适当的尺寸插入到定义的裂纹区域,然后程序进行下一步的裂纹扩展计算。
以一个简单的demo来描述SMART自适应裂纹萌生分析的计算步骤:1、创建分析模型如图示紧凑拉伸试样,一端固定,上下圆孔给定100N拉力,预测产生I形裂纹,最大主应力位置在开口前沿。
图1 计算模型2、建立裂纹产生区域节点组件图示模型中选择最大主应力前沿一排节点作为裂纹产生区域的节点组件,并命名为CrkInitZone。
图2 裂纹产生区域节点组件3、对模型进行初步分析,最大主应力为61.5MPA,设定产生裂纹的临界主应力为60MPA图3 没有裂纹时分析,最大主应力云图4、在分析中插入如下命令流,定义裂纹产生准则和裂纹扩展计算选项!! 定义最大主应力作为裂纹萌生准则,注意单位制TB,CRKI,1TBDATA,1,60!! TB,CRKI,MAT_ID,NTEMP,NPTS!! TBDATA,1,Par1!!其中Par1是临界最大主应力值;CRKI,自适应裂纹萌生准则;MAT_ID材料编号!! 通过ADPCI(adaptive crack initiation)在裂纹产生区域节点组件自动生成椭圆裂纹ADPCI,DEFINE,1,CrkInitZone,1,ELLIPSE!! ADPCI,DEFINE,CIID,CompName,MAT_ID,CRACKGEOM!!其中CIID是ADPCI编号。
“CompName”为裂纹产生区域节点组件名称。
MAT_ID将临界值(通过TB、CRKI定义)与裂纹萌生数据记录连接起来。
ansys断裂力学技巧
Ansys断裂力学裂纹和瑕疵在很多结构和零部件中会出现,有时会导致严重的后果。
断裂力学就是研究裂纹扩散问题的学科。
12.1 断裂力学的理解断裂力学就是解决结构在外载荷作用下,裂纹和瑕疵如何扩散的问题。
它包含裂纹扩散相应的解析预报和实验结果验证。
解析预报是通过断裂参数的计算得出的,如裂纹区域的应力强度因子,它可以用来评估裂纹的生长率。
最具典型的是,裂纹的长度随着一些循环载荷的每一次作用而增长,如飞机上机舱的增压-减压。
另外,环境的情况,如温度或光线的照射等,都会影响某些材料的断裂性能。
在研究中,断裂问题需重点研究的典型参数如下:●应力强度因子(K I, K II和K III),是断裂的三个基本形式。
●J-积分,是一种不受线路影响的线积分,用来测量裂纹端点的奇异应力和应变。
●能量释放率(G),它代表裂纹开始和终止处的能量的大小。
12.2 求解断裂力学问题求解断裂力学问题包括执行线弹性或弹塑性静态分析,以及使用专用的后处理命令或宏来计算需要的断裂参数。
此处分成两个部分来介绍:●裂纹区域的建模●计算断裂参数12.2.1裂纹区域的建模断裂模型中最重要的部分就是裂纹边界的部分。
在ansys中,在二维模型和三位模型中,分别将裂纹的边界看成是裂纹端点和裂纹前端。
如图12.1所示。
r是距离裂纹端点的长度。
裂裂纹面应该是重合纹端点处的应力和应变是奇异的,的,裂纹端点(或裂纹前端)附近的单元应该是二次的,即角点之间有中间节点。
这种单元被称为奇异单元。
12.2.1.1 二维断裂模型二维断裂模型的推荐单元类型是PLANE2,6节点的三角实体单元。
裂纹端点附近的单元的第一行是奇异的,如图12.2(a)所示。
前处理模块PREP7的命令(Main Menu> Preprocessor> Meshing> Size Cntrls> Concentrat KPs> Create)可以定义某关键点附近的单元划分的大小,在断裂模型中特别有用。
利用ANSYS进行断裂分析
利用ANSYS进行断裂分析初次试做断裂分析,希望有这方面经验的高手能发表些经验之谈!这个模型由两种材料组成:表面镀层为铝,基底为钢。
目的是对表面镀层的剥离过程进行分析。
目前这个模型是个假想的简化模型,初步目标是实现剥离过程的模拟。
裂纹扩展是通过接触单元生死功能实现的。
基层和镀层由接触单元连接,然后通过断裂判断准则确定要杀死的失效的接触单元。
第一版(没有加断裂判断准则,强行逐个杀死界面接触单元):fini/clear/filn,crack1/PREP7!*ET,1,PLANE182!*KEYOPT,1,1,2KEYOPT,1,3,1KEYOPT,1,4,0KEYOPT,1,6,0KEYOPT,1,10,0!*rect,0,100,0,100rect,0,100,100,110lesi,1,,,10lesi,2,,,10esha,2!*MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,1,,210e3MPDATA,PRXY,1,,0.3MPTEMP,,,,,,,,MPTEMP,1,0MPDATA,EX,2,,70MPDATA,PRXY,2,,0.33amesh,1lesi,5,,,10lesi,6,,,2mat,2amesh,2lsel,s,,,3nsll,s,1cm,c1,nodelsel,s,,,5nsll,s,1cm,t1,nodensel,s,loc,xd,all,uxnsel,s,loc,yd,all,uyd,all,uxmp,mu,3,0/COM, CONTACT PAIR CREATION - START CM,_NODECM,NODECM,_ELEMCM,ELEMCM,_LINECM,LINECM,_AREACM,AREA/GSA V,cwz,gsav,,tempMP,MU,3,0MA T,3R,3REAL,3ET,2,169ET,3,172R,3,,,100,0.1,0,RMORE,,,1.0E20,0.0,1.0,RMORE,0.0,0,1.0,,1.0,0.5RMORE,0,0.5,1.0,0.0,KEYOPT,3,2,0KEYOPT,3,3,0KEYOPT,3,4,0KEYOPT,3,5,0KEYOPT,3,7,0KEYOPT,3,8,0KEYOPT,3,9,0KEYOPT,3,10,0KEYOPT,3,11,0KEYOPT,3,12,5! Generate the target surfaceNSEL,S,,,T1CM,_TARGET,NODETYPE,2ESLN,S,0ESURF,ALLCMSEL,S,_ELEMCM! Generate the contact surfaceNSEL,S,,,C1CM,_CONTACT,NODETYPE,3ESLN,S,0ESURF,ALLALLSELESEL,ALLESEL,S,TYPE,,2ESEL,A,TYPE,,3ESEL,R,REAL,,3/PSYMB,ESYS,1/PNUM,TYPE,1/NUM,1EPLOTESEL,ALLESEL,S,TYPE,,2ESEL,A,TYPE,,3ESEL,R,REAL,,3CMSEL,A,_NODECMCMDEL,_NODECMCMSEL,A,_ELEMCMCMDEL,_ELEMCMCMSEL,S,_LINECMCMDEL,_LINECMCMSEL,S,_AREACMCMDEL,_AREACM/GRES,cwz,gsavCMDEL,_TARGETCMDEL,_CONTACT/COM, CONTACT PAIR CREATION - END lsel,s,,,7nsll,s,1cm,s1,node!Gradient surface loadSFGRAD,PRES,0,X,0,-0.1,sf,all,pres,-0.1nsel,allesel,all!save/solutime,1deltim,1,1,1solve/post1plns,s,1anty,,resttime,1.1ekill,140solve/post1plns,s,1/soluanty,,resttime,1.2ekill,140ekill,139solve/post1plns,s,1/soluanty,,resttime,1.3ekill,140ekill,139ekill,138solve/post1plns,s,1/soluanty,,resttime,1.4ekill,140ekill,139ekill,138ekill,137solve/post1plns,s,1第二版(加了断裂自动判断准则)。
ANSYS裂缝处理
裂缝处理的主要方式
裂缝的发生机理及其裂缝理论可参考各种教材和书籍,这里不予赘述。
而这里所言是钢筋混凝土有限元分析中裂缝的数学模型,由于裂缝的处理比较困难,因此其处理方式也很多,可谓百花怒放。
但主要且常用的有三种方法:离散裂缝模型(discrete cracking model)、分布裂缝模型(smeared cracking model)、断裂力学模型。
①离散裂缝模型:也称单元边界的单独裂缝模型,即将裂缝处理为单元边界,一旦混凝土开裂,就增加新的结点,重新划分单元,使裂缝处于单元和单元边界之间。
该法可以模拟和描述裂缝的发生和发展,甚至裂缝宽度也可确定。
但因几何模型的调整、计算量大等,其应用受到限制。
不过也因计算速度和网格自动划分的实现,该模型有可能东山再起。
②分布裂缝模型:也称单元内部的分布裂缝模型,以分布裂缝来代替单独的裂缝,即在出现裂缝以后,仍假定材料是连续的,仍然可用处理连续体介质力学的方法来处理。
即某单元积分点的应力超过了开裂应力,则认为整个积分点区域开裂,并且认为是在垂直于引起开裂的拉应力方向形成了无数平行的裂缝,而不是一条裂缝。
由于不必增加节点和重新划分单元,很容易由计算自动进行处理,因而得到广泛的应用。
③断裂力学或其它模型:断裂力学在混凝土结构分析领域的研究十分活跃,但主要都集中于单个裂缝的应力应变场的分布问题,对于多个裂缝及其各个裂缝之间的相互影响问题,研究工作目前尚不成熟,到能够应用于实际路程还很遥远。
ANSYS采用分布裂缝模型。
ANSYS静力学 裂纹钻孔止裂前后及不同钻孔直径下的应力分析
Ansys 作业:裂纹钻孔止裂前后及不同钻孔直径下的应力分析裂纹钻孔止裂前后及不同钻孔直径下的应力分析目前钢结构广泛应用于桥梁、机械、工业和公共建筑,对其维护的重要性也显得越来越突出。
疲劳裂纹是一种钢结构常见的破坏形式,当发现钢结构构件中萌生了疲劳裂纹时,可以采用钻孔止裂技术,在裂纹尖端钻孔消除裂纹尖端的应力集中,从而延长钢结构构件的疲劳寿命,既确保了安全,又避免了不必要的损失。
而钻孔止裂技术的止裂效果取决于疲劳裂纹在止裂孔边的再生寿命,止裂孔直径的大小将直接影响疲劳裂纹的再生寿命,因此,对构件进行钻孔止裂分析十分重要。
一、创建有限元模型以钢板分析为例: 长100m 宽80m 厚0.002m裂纹区域坐标 (-40,0.01,0) (-40,0.01,0,) (-39.9,0,0)弹性模量泊松比建模时,只建立面,以矩形中心为坐标原点,厚度在中如下设置划分后的单元二、设定载荷并求解左上点、右下点固定段约束上下两边压强三、后处理模型1变形情况:Mises应力云图四、不同钻孔直径下的Mises应力云图1、直径0.002m2、直径0.004m3、直径0.006m4、直径0.008m五、数据分析:/减小,裂纹尖端的应力集中现象的得到改善。
本次模拟试验为验证性试验,实际应用中裂纹尖端钻孔可以降低应力集中现象,但改善情况一般在30%以内,本次模拟实验的到的应力改善情况偏大,应该是划分单元的粗细程度不同引起的。
3、纵向比较不同直径的钻孔可知:应力集中现象的最大的应力值随孔径的增大而减小。
但由实际可知,钻孔并非越大越好,故上述结论在一定范围内是成立的。
ansys 裂纹 坐标系
ansys 裂纹坐标系(原创版)目录1.ANSYS 简介2.裂纹的概念及在 ANSYS 中的处理3.坐标系在 ANSYS 中的作用4.运用 ANSYS 进行裂纹分析的步骤5.结论正文一、ANSYS 简介ANSYS(Automatic Structural Analysis System)是一款广泛应用于结构分析、热分析、动力学分析、疲劳分析和多物理场耦合分析等领域的大型有限元分析软件。
它提供了一个强大的平台,使得工程师可以轻松地对复杂的工程问题进行数值模拟和求解。
二、裂纹的概念及在 ANSYS 中的处理裂纹是固体材料在外部载荷或内部应力作用下,发生的一种局部断裂现象。
在 ANSYS 中,裂纹通常用单元失效或材料失效来表示。
针对裂纹的处理,ANSYS 提供了丰富的裂纹模型和失效准则,如应力强度因子、断裂韧度等。
三、坐标系在 ANSYS 中的作用在 ANSYS 中,坐标系是一个重要的概念,用于定义模型的几何形状、载荷和求解结果的表示。
ANSYS 提供了多种坐标系,如全局坐标系、局部坐标系、柱坐标系和球坐标系等,以满足不同问题的求解需求。
四、运用 ANSYS 进行裂纹分析的步骤1.建立模型:首先,根据问题描述,创建一个几何模型,并在模型中定义裂纹的位置和形状。
2.网格划分:对模型进行网格划分,以确保在求解过程中,裂纹周围的单元能够充分地反映裂纹的影响。
3.施加载荷:在模型上施加外部载荷,如拉伸、压缩或弯曲等,以模拟裂纹的扩展过程。
4.设置裂纹模型:选择合适的裂纹模型和失效准则,以描述裂纹的扩展规律。
5.求解:运用 ANSYS 求解器对模型进行求解,得到裂纹扩展过程中的应力、应变和位移等分析结果。
6.后处理:对求解结果进行后处理,如绘制应力云图、应变分布图等,以便于观察裂纹的扩展情况和分析结构的安全性。
五、结论ANSYS 作为一款强大的有限元分析软件,能够有效地处理裂纹问题。
通过建立合适的坐标系和选择合适的裂纹模型,可以实现对裂纹扩展过程的精确分析。
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Tutorial 3: 2D Crack problemIn this third problem you will analyze a simple 2-dimensional geometry where plane solid elements will be used. Here the interest is to calculate the stress intensity factors. We will now guide you through a simple analysis of how to do this below.The geometry to be analyzed is a thin cracked plate shown in Figure 11. The material is steel with Young’s modulus 200 GPa and Poisson’s ratio 0.3. It is recommended that you use SI-units for all quantities in order to obtain a result in SI-units. Saving your model is optional but recommended.Figure 11: A plate with an edge crack.Start ANSYS. Your model can be saved in a database by specifying your working directory (the folder where you want your ANSYS files to be saved) and a job name (every problem must have a job name).ANSYS Utility menu: File → Change directory …ANSYS Utility menu: File → Change jobname …GeometryWe will now draw half of (use of symmetry plane) the structure shown in Figure 11 by first defining keypoints and then draw lines between them. Define keypoints at the corners and crack tip, see Figure 12 for the location of the keypoints .ANSYS Main menu: Preprocessor → Modeling → Create → Keypoints → In ActiveCSPress Apply to create the first five keypoints . Press OK to create the last keypoint and close the dialog box.Keypoint x y 1 0 0 2 0.25 0 3 1 04 1 15 0 1 Figure 12: Keypoints coordinates and input dialog box.We will now create lines between the keypoints, see Figure 13 for the order of the lines .ANSYS Main menu: Preprocessor → Modeling → Create → Lines → Lines →Straight LinePress Apply to create the first four lines. Press OK to create the last line and close the dialog box.Line KP1 KP2 1 1 2 2 2 3 3 3 4 4 4 5 5 5 1Figure 13: Lines and keypoints.Tip: You can check your geometry in the graphics display:ANSYS Utility menu: Plot → Keypoints → KeypointsorANSYS Utility menu: Plot → LinesNumbering of lines and keypoints on the graphics display can be turned on and off in the dialog box after selectingANSYS Utility menu: PlotCtrls → Numbering…You are now ready to create an area from the lines:ANSYS Main menu: Preprocessor → Modeling → Create → Areas → Arbitrary →By LinesPick the lines in any order you like. Click OK to create the area.Tip: Remember to save your model every now and then through the analysis.MaterialDefine the material model and the material constants.Element typeThe element type to use is called Plane2. Add this element from the library:ANSYS Main menu: Preprocessor → Element type → Add/Edit/Delete → Add…In the options for the element choose plane stress:ANSYS Main menu: Preprocessor → Element type → Add/Edit/Delete → Options →Element behavior → Plane Stress.MeshIn linear elastic problems, it is known that the displacements near the crack tip (or crack front) vary asr,where r is the distance from the crack tip. The stresses and strains are singular at the crack tip, varying asr1.To resolve the singularity in strain, the crack faces should be coincident, and the elements around the crack tip (or crack front) should be quadratic, with the midside nodes placed at the quarter points. Such elements are called singular elements . Figure 14 shows an example of a 2D singular element.Figure 14: Example of a 2D singular element and element- division around a crack tip.The first row of element around the crack tip should be singular as illustrated above. The KSCON command which assigns element division sizes around a keypoint, is particularly useful in a fracture model. It automatically generates singular elements around the specified keypoint. Other fields on the command allow you to control the radius of the first row of elements, number of elements in the circumferential direction, etc. KSCON is found inANSYS Main menu: Preprocessor → Meshing → Size Cntrls → Concentrat KPs →Create.Select the crack tip keypoint. Choose the element size closest to the crack tip to be 0.001 of the crack length, the radius ratio to 1.5 and number of elements in the circumferential direction to 6. Also, don’t forget to change the midside node position to ¼ pt, see Figure 15.Figure 15: The dialog box appearing in the KSCON command.Before meshing the area a global size limitation on the element size should be set. This is not necessary for the problem to be solved but can improve the condition number of the stiffness matrix.ANSYS Main menu: Preprocessor → Meshing → Size Cntrls → ManualSize →Global → Size…Choose the global size to 0.05 m. Now you are ready to mesh the area with command: ANSYS Main menu: Preprocessor → Meshing → Mesh → Areas → Free.Pick the area and click OK.LoadsAs only half of the geometry is modeled, symmetry boundary condition should be applied on the symmetry plane:ANSYS Main menu: Solution → Define Loads → Apply → Structural →Displacement → Symmetry B.C. → On linesPick line number 2 and click OK. The crack surface is not restricted in its movement in any direction that is no boundary condition should be applied to that line. Of course, if a negative force is applied and the crack surfaces moves towards each other, a contact definition needs to be defined. But here we assume that the crack surfaces moves away from each other.Apply the load on the top line of the model as pressure. The pressure is defined positive in the negative normal direction; therefore a minus sign should be included when defining the pressure. The command is:ANSYS Main menu: Solution → Define Loads → Apply → Structural → Pressure →On Lines,where line number 4 is picked. A new box appears and the pressure can be defied as a constant value, -30e6 Pa. By default is the thickness assumed to be of unit size in Ansys. SolutionThe problem is now defined and ready to be solved:ANSYS Main menu: Solution → Solve → Current LSResultsEnter the postprocessor and read in the results:ANSYS Main menu: General Postproc → Read Results → First SetNow there are several results to study. Plot the deformed and undeformed shapes, this has been described earlier. Also, study the elements solution of the von Mises stress around the crack tip. The stress-level should be quite high at the crack tip since the elasticity theory gives infinity large stresses around a crack tip. The higher resolution of the mesh the higher stress-levels will be obtained.The stress-intensity factors may now be of interest. The KCALC command calculates the mixed-mode stress intensity factors K I, K II, and K III. This command is limited to linear elastic problems with a homogeneous, isotropic material near the crack region. To use KCALC properly, follow these steps in the General Postprocessor:1.Define a local crack-tip or crack-front coordinate system, with X parallel to thecrack face (perpendicular to the crack front in 3-D models) and Y perpendicular to the crack face, as shown in the following Figure 16.Figure 16: Local coordinate system at the crack tip.This coordinate system must be the active model coordinate system and also theresults coordinate system when KCALC is issued.The local coordinate system is defined through:Utility Menu → WorkPlane → Local Coordinate Systems → Create LocalCS → At Specified LocChoose the keypoint at the crack tip and the following dialog box appears. Fill in as below and click OK.Figure 17: Dialog box appearing at the Create Local CS command.You have now set the reference number to 11 for the local coordinate system.To turn the local coordinate system into active, use the following command: Utility Menu → WorkPlane → Change Active CS to → Specified CoordSys…Change to coordinate system number 11 as defined above.To change the results coordinate system, use the following command:ANSYS Main menu: General Postproc → Options for Outp.The command activates a coordinate system for printout or display of element and nodal results. Change the RSYS in the dialog box to local system and link to the created system above by typing in the reference number.2. Define a path along the crack face. The first node on the path should be the crack-tip node. For a half-crack model, two additional nodes are required, both along the crack face, see Figure 18.Tip: If it is hard to see the actual crack tip node, choose to plot the nodes by use of command:Utility Menu → Plot → Nodes.1Figure 18: The nodes to be chosen in the Path definition.ANSYS Main menu: General Postproc → Path Operations → Define Path. 3. Calculate K I, K II, and K III. The KPLAN field on the KCALC command specifieswhether the model is plane-strain or plane stress. Except for the analysis of thin plates, the asymptotic or near-crack-tip behavior of stress is usually thought to be that of plane strain. The KCSYM field specifies whether the model is a half-crack model with symmetry boundary conditions, a half-crack model with antisymmetry boundary conditions, or a full-crack model. In this case you have a symmetric half-crack model.ANSYS Main menu: General Postproc → Nodal Calcs → Stress Int Factr。