FRANC3D中文手册

1.产品介绍FRANC3D是一个在已有的有限元网格中插入和扩展裂纹或空隙的程序。

本手册描述了程序的图形用户界面的组件，特别是版本7。

它在适当的地方还包括一些基础理论和概念，但FRANC3D理论参考提供了更多这些细节。

单独的FRANC3D命令语言和Python扩展参考提供了所有命令和相应Python函数的列表。

有三个独立的FRANC3D教程文档描述了程序的使用情况，并结合了三种支持的商业FE程序:ANSYS、ABAQUS和NASTRAN。

此外，还有一个FRANC3D Benchmark文档描述了许多具有应力强度因子（SIF）解析或手册解决方案的裂缝配置，并将FRANC3D SIF与这些值进行比较。

要开始使用FRANC3D，你可以选择其中的一个教程并遵循步骤。

可以在本教程的任何FRANC3D建模步骤中查阅此参考文档以获取更多详细信息。

还应该尝试复制一些基准示例，或选择自己的模型进行验证。

在本文档中，面板上的菜单按钮，对话框或向导面板标题以及按钮用粗体文字表示。

下划线文本表示对话框或向导面板中的字段，标签和可选选项。

模型和文件名将以斜体文字表示。

这种格式应该与教程一致。

2.通用操作和3D视图操作FRANC3D主窗口的图像如图2.0.1所示。

大部分屏幕由显示当前模型的3D图形窗口使用。

首次显示模型时，3D视图将设置为使观察者从正z方向的位置朝向模型中心。

观看者与模型之间的距离设置为使整个模型可见。

对于大多数操作，人们可能希望改变视图以查看模型的不同侧面和/或更仔细地查看细节。

与许多其他程序一样，通过按下鼠标按键和键盘按键的适当组合，在3D图形窗口中移动鼠标，可以更改视图。

视图处理有五个基本功能。

为每个功能定义了鼠标按键和键盘按键的独特组合。

可以使用“首选项”对话框中的3D视图选项卡更改按钮和键分配（在第5.4节中介绍）。

视图功能是(使用FRANC3D默认鼠标和键盘键分配):旋转（鼠标左键，没有键盘按键）：鼠标移动旋转屏幕上的模型。

鼠标可以在任何方向移动。

旋转轴被定义为垂直于鼠标运动并穿过当前的旋转中心。

旋转中心被定义为在前后剪切平面之间的中间位置处的图形窗口的水平和垂直中心（如下所述）。

平移（中心鼠标按钮或滚轮，无键盘按键）：鼠标移动平移或在屏幕上拖动模型。

鼠标可以在任何方向移动，模型就像移动鼠标一样移动。

缩放/旋转（鼠标右键，没有键盘按键）：这些实际上是由同一个鼠标键激活的两种不同类型的更新。

如果鼠标向上或向下移动，则看起来好像观察者分别距离模型越来越近。

如果鼠标向左或向右移动，则模型围绕垂直于屏幕平面的轴旋转，并穿过窗口的水平和垂直中心。

前部剖切（中心鼠标按钮或轮子加换档键）：剪切或剪辑平面可以从观察者向模型平行移动。

例如，这可以用来夹住模型的前部以查看内部特征，例如裂缝。

向上移动鼠标将剪切平面从观察者推向模型，将模型的最接近观察者的部分切除。

向下移动鼠标将平面从模型拉向观察者。

后部剖切（鼠标右键或滚轮加Shift键）：剪切或裁剪平面可以从模型后面向观察者平行移动。

例如，这可以用于剪去可能使视图混淆的部分模型（当模型在没有多边形的“线框”模式下显示时，这非常有用）。

向上移动鼠标将剪切平面推离观察者。

向下移动鼠标将剪切平面向观察者“拉动”，这将切割模型的后部。

2.1视图控制FRANC3D主窗口右侧的View Controls框提供了用于操作模型视图的附加选项，如图2.1.1所示。

图形元素切换：3D显示窗口中的图形由以下组合组成——标记，矢量，多边形和文本。

此框中的切换将独立打开或关闭这些项目。

增益控制：Set Speed按钮将显示如图2.1.2所示的对话框。

滑块允许独立控制旋转，平移和缩放速度。

Axes Toggle轴切换：这将打开或关闭笛卡尔轴显示。

F/B Colors Toggle F / B颜色切换：打开或关闭前/后颜色。

默认情况下，表面的正面和背面的着色方式不同。

当查看两个曲面重合的裂纹表面时，此切换器非常有用。

命名的摄像头位置：列表框中显示了命名的摄像头位置列表。

应始终提供一个重置视图作为默认（d）视图。

插入裂缝后，裂缝视图将自动保存。

其他相机位置可以保存到文件或从文件读取。

预设控制：这些图标可以快速访问将查看器沿着一个笛卡尔坐标轴放置的预设视图。

右侧的两个图标将透视图（默认）切换为正确的。

裁剪：此按钮显示“裁剪视图”对话框，如图2.1.3所示。

可以通过向左或向右拖动红色框来移动前后裁剪平面。

这是前面介绍的鼠标键盘组合的另一种选择。

重定位：该按钮显示重定位视图对话框，如图2.1.4所示。

旋转的中心可以通过左右或上下拖动红色框来设置。

新的旋转中心是具有红色手柄的3条线的交点。

切割平面：该按钮显示“切割平面”对话框，如图2.1.5所示。

可以设置垂直于全局笛卡尔坐标轴的切割平面; 这些将切掉一部分模型。

这些独立于前后裁剪平面。

Box Zoom：这允许用户通过拖动一个框来放大模型的一部分，如图2.1.6所示。

按Box Zoom 按钮，然后使用鼠标左键单击，按住并拖动鼠标创建该框。

网格切换：打开和关闭表面网格。

3.菜单这里提供了图2.0.1所示菜单栏中的菜单摘要。

一般来说，选择一个菜单项会导致一个向导或对话框。

此处介绍了“帮助”菜单，其他菜单选项在第4至12节中有更详细的描述。

3.1 Help“帮助”菜单（图 3.1.1）位于菜单栏的最右侧，并具有选项，在本地（如果已安装）或从FAC网站（http：\\ /software.html）上在线访问FRANC3D文档。

如果用户选择参考、Tutorial for ...或Benchmark菜单选项，如果文件已经在本地安装并设置了文件路径，相应的文档将显示在Web浏览器窗口中。

如果文件路径尚未设置，用户将看到图3.1.2所示的对话框，并可以选择适当的PDF文件。

或者，如果选择在线文档菜单选项，则可以访问FAC的网站，并在那里选择相应的文档。

3.2 File文件菜单如图3.2.1所示。

下面列出了每个菜单项。

open打开——显示一个打开文件对话框，允许用户读取FRANC3D重新启动文件；参见4.1节。

Set work directory设置工作目录——显示允许用户设置工作目录的对话框；见第4.2节。

Close关闭——关闭当前模型，以便可以读取或导入新模型; 见4.3节。

Save as另存为——显示“另存文件为”对话框，该对话框允许用户将当前模型保存到FRANC3D重新启动文件；见第4.4节。

Import导入——允许用户导入未破解的有限元模型文件。

可以读取许多不同类型的文件，包括：.cdb，.inp，.bdf。

.cdb文件是ASCII格式的ANSYS数据库文件。

.inp文件是ABAQUS 输入文件。

.bdf（或.nas）文件是NASTRAN数据库文件；参见4.5节。

Export导出——允许用户导出FE模型文件。

可以编写ANSYS.cdb，ABAQUS.inp和NASTRAN.bdf 文件格式；见4.6节。

Readresult读取结果——调用“读取结果文件”对话框；见第4.7节。

Playback回放——调用“回放会话文件”对话框，该对话框允许用户读取会话日志文件并重新生成该文件中的命令；见4.8节。

Quit退出——关闭模型并退出程序；见4.9节。

3.3 Edit编辑菜单如图3.3.1所示。

下面列出了每个菜单项。

Undo撤消——撤销上次执行的命令。

此功能尚未完成。

redo重做——重做最后一个被撤销的命令。

此功能尚未完成。

执行注意事项：该机制支持撤消和重做，但细节尚未实现。

设置单位——调用“模型单位”对话框；见5.3节。

首选项——调用“首选项”对话框; 见5.4节。

3.4 CracksCracks菜单如图3.4.1所示。

下面列出了每个菜单项。

新的缺陷向导——调用新的缺陷向导；参见6.1节。

缺陷来自文件——调用6.2节中描述的定位缺陷文件对话框，然后是新建缺陷向导的子集。

该选项允许用户从一个文件或来自多个文件中选择缺陷描述，并将其插入当前模型中。

请注意，不能在已经破解的模型中插入裂缝。

多重缺陷插入——调用多重缺陷向导；参见第6.3节。

计算SIF——调用计算SIF的向导；参见第6.4节。

请注意，完成分析的位移必须可用于启用此选项。

裂纹扩展——调用Crack Growth向导；见6.5节。

请注意，完成分析的位移必须可用于启用此选项。

读取裂纹扩展——调用Read Crack Growth向导；见6.6节。

扩展/合并裂缝——调用Crack Growth / Merge向导；参见6.7节。

此功能尚未完成。

沿路径的SIF——沿路径对话框调用SIF；见6.8节。

所有前沿的SIF ... - 为所有前沿调用SIF对话框；见6.9节。

3.5 Loads载荷菜单如图3.5.1所示。

下面列出了每个菜单项。

映射当前状态——调用映射当前状态对话框；参见7.1节。

请注意，必须启用以前的模型和先前的结果才能启用此选项。

该选项尚未完成，菜单选项处于非活动状态。

裂纹面压力/牵引力——调用裂纹面牵引力对话框；见第7.2节。

3.6 Analysis分析菜单如图3.6.1所示。

下面列出了每个菜单项。

静态裂纹分析——调用静态裂纹分析向导；参见第8.1节。

裂纹扩展分析——调用裂纹扩展分析向导；参见第8.2节。

3.7 Fatigue疲劳寿命预测——调用疲劳寿命对话框；参见9.1节。

3.8 Fretting微调菜单如图3.8.1所示。

下面列出了每个菜单项。

读取模型和结果——调用微动模型导入向导；参见10.1节。

导入成核数据——调用微动的数据导入/分析向导; 见10.2节。

微动裂纹成核——调用微动裂纹成核向导；参见10.3节。

关闭区域颜色——调用区域颜色对话框；参见10.4节。

3.9 Advanced高级菜单如图3.9.1所示。

下面列出了每个菜单项。

边缘向导——调用边缘提取向导；见第11.1节。

无裂缝区域——调用无裂纹区域对话框；参见11.2节。

写入COD数据——调用写入COD数据向导；见第11.3节。

写入模板数据——调用写模板数据对话框；参见第11.4节。

查看响应——调用查看响应对话框；参见第11.5节。

创建扩展历史记录——调用创建增长历史记录对话框; 见11.6节。

裂纹增长顺序——调用裂纹增长序列对话框；参见第11.7节。

导出裂纹数据——调用导出裂纹数据对话框；见11.8节。

4. File Menu Wizards and Dialog Boxes本节介绍文件菜单选项的向导和对话框。

4.1 Open…Ctrl-O文件打开菜单选项允许用户读取扩展名为.fdb的FRANC3D重新启动文件。

重新启动文件对话框允许选择一个.fdb文件，如图4.1.1所示。

4.1.1 FRANC3D Restart (.fdb) FilesFRANC3D读取.fdb文件的内容，并读取其中引用的任何文件。