ansys带不同裂纹长度平板的断裂力学分析

基于ansys平台带不同长度裂纹的椭圆孔平板的断裂力学分析1问题的提出：在裂纹尖端，应力强度与K成正比，它的表达式：

K=lim√2πr(σij)θ=0

应力强度因子是线弹性断裂力学中一个非常重要的物理量，它反映了裂纹尖端附近应力场的强度。应力强度因子与外荷载和裂纹长度有关，在一般I型裂纹情况下，可表达成：

K I=Yσ√πa

);a 式中，Y为形状因子，对于无限大板I型裂纹问题，Y=1，对有限宽板Y=Y(a

W

为裂缝长度；W为试件宽度。

2本文基于ansys平台计算不同a情况下与K I的关系及计算裂纹尖端的张开位移。

3.ansys模型如下图

Ansys有限元计算模型

计算结果：

1，a与裂纹尖端的张开位移的关系（单位mm）

a=3

P1_UY 1.233182140E-05

a=2.8

P1_UY 1.128266278E-05

a=2.6

P1_UY 1.027797682E-05

a=2.4

P1_UY 9.325735309E-06

2，a与KI的关系

a=2.2

KI = 1.5416

当a=2mm时：

KI = 1.4488

a=1.6

KI = 1.2627

a=1.4

KI = 1.1630

a=1.2

KI = 1.0433

绘制图表

a与裂缝尖端张开位移P1_UY的关系（单位mm）

a与KI的关系

结论：

1，在ANSYS平台上a小范围变动可以假定a与KI成线性关系。

2，在ANSYS平台上a小范围变动可以假定a与裂缝尖端张开位移P1_UY线性关系。

附件：

计算所用命令流：

finish

/clear

/PREP7

/TITLE, EX 6.6.4(3) by Zeng P, Lei L P, Fang G ANTYPE,STATIC

ET,1,PLANE82,,,2

MP,EX,1,2E5 $MP,NUXY,1,0.25

L=10 $H=8 $a=2 $b=1

Pressure=0.5

K,1,a,0 $K,2,L,0 $K,3,L,H $K,4,0,H

K,5,0,b $K,6,a/2,3*b/4 $K,7,3*a/4,0

L,1,2 $L,2,3

LESIZE,2,,,4

L,3,4

LESIZE,3,,,4

L,4,5

LESIZE,4,,,6,.2

SPLINE,5,6,7, , , ,1,0,0,0.5,-0.866,0

L,7,1 $LESIZE,7,,,4

ESIZE, ,20

KSCON,1,.1,1,8

AL,1,2,3,4,5,6,7

DL,1,1,SYMM

DL,4,1,SYMM

SFL,3,PRES,-Pressure

AMESH,1

FINISH

/SOLU $SOLVE $FINISH

/POST1

P1=NODE(3*a/4,0,0)

PATH,KI_PATH,3,,48

PPATH,1,1

PPATH,2,213

PPATH,3,211

KCALC,,,1 *GET,KI,KCALC,,K,1

*GET,P1_UY,NODE,P1,U,Y

*STATUS

FINISH