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1、
重 慶 大 學(xué)
課題：Abaqus計(jì)算裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子
學(xué)院：
專業(yè)：
學(xué)號(hào)：
姓名：
一、 計(jì)算裂紋應(yīng)力強(qiáng)度因子
問題描述：以無(wú)限大平板含有一單邊裂紋為例，裂紋長(zhǎng)度為a=10mm，平板寬度h=30，彈性模量E=210000Pa，泊松比v=0.33，在遠(yuǎn)場(chǎng)受雙向均布拉應(yīng)力σ=100mm2。
使用Abaqus計(jì)算該問題：
1、 進(jìn)入part模塊
建立平板part，平板的尺寸
2、相對(duì)于裂紋足夠大，本例尺寸為50x30（mm）；使用PartationFace:sketch工具，將part分隔成如圖1形式
圖1
2、 進(jìn)入property模塊
建立彈性材料；截面選擇平面問題的solid，homogeneous；賦予截面。
3、 進(jìn)入Assembly模塊
實(shí)體的類型（instancetype）選擇independent。
4、 進(jìn)入mesh模塊
劃分單元格如圖2所示。
圖2
5、 進(jìn)入interaction模塊
指定裂紋special/creak/assig
3、nseam；生成裂紋crack1，special/crack/create；special/crack/edit，對(duì)兩個(gè)裂紋進(jìn)行應(yīng)力奇異的設(shè)置。
6、 進(jìn)入step模塊
在initial步之后建立static，general步；在output/historyoutputrequests/create/中創(chuàng)建輸出變量。
7、 進(jìn)入load模塊
定義位移和荷載邊界，如圖3所示。
圖3
8、 進(jìn)入job模塊，提交計(jì)算
Mises應(yīng)力分布見圖4，在.dat文件中（圖5）查看應(yīng)力強(qiáng)度因子。
4、 圖4
圖5
計(jì)算解析解：
由公式 F=1.12?0.23(a/h)+10.6(a/h)2?21.71(a/h)3+30.38(a/h)4
K=Fσ√πa
計(jì)算得解析解為k=1001
應(yīng)力強(qiáng)度因子誤差為0.09%
二、 誤差分析
改變板的長(zhǎng)度，其他條件不變
1. 當(dāng)長(zhǎng)度L=100時(shí)
誤差為0.5%
2. 當(dāng)板長(zhǎng)L=30
誤差為3.2%
結(jié)論：當(dāng)板長(zhǎng)改變，板長(zhǎng)無(wú)法體現(xiàn)無(wú)限大的情況，計(jì)算結(jié)果的誤差會(huì)變大。
abaqus計(jì)算應(yīng)力強(qiáng)度因子
