abaqus计算应力强度因子.doc

重　 庆　 大 学

课题：Abaqus计算裂纹应力强度因子
学院:　 　 　　　 　 　 　 　 　
专业: 　　
学号：　　
姓名： 　
一、 计算裂纹应力强度因子
问题描述:以无限大平板含有一单边裂纹为例,裂纹长度为a=10mｍ,平板宽度h=30,弹性模量E=210000Pａ，泊松比ｖ=０、33,在远场受双向均布拉应力。
　 　　 　　　 使用Aｂａｑus计算该问题:
1、 进入ｐaｒt模块
建立平板ｐａrt,平板得尺寸相对于裂纹足够大,本例尺寸为50ｘ30(mm);使用Paｒｔatioｎ Face:ｓketch工具,将ｐart分隔成如图１形式

图１
2、 进入pｒoｐerty模块
建立弹性材料; 截面选择平面问题得soliｄ，hｏｍogｅｎeoｕs; 赋予截面．
3、 进入Ａsｓemｂly模块 
实体得类型（inｓtａnce ｔype)选择indepeｎdｅnt。
4、 进入ｍesh模块
划分单元格如图２所示。

　 　 　 　 　 　 　 　 　 　　　 　　　 图2
5、 进入iｎteｒaｃｔion模块 
指定裂纹speciaｌ/creａk/aｓｓiｇｎ seａm; 生成裂纹ｃrack 1,specｉaｌ/crack/creａｔe；sｐｅcial/craｃｋ/edｉt，对两个裂纹进行应力奇异得设置。
6、 进入step模块 
在initiａl步之后建立statiｃ,general步；在ｏutput/history output ｒｅqｕestｓ/cｒeate/中创建输出变量。
7、 进入loａｄ模块 
定义位移与荷载边界，如图3所示。

　 　 　 　　 　 　　 　 图3
8、 进入joｂ模块 ，提交计算
Mｉｓｅs应力分布见图４,在、ｄat文件中（图5)查瞧应力强度因子.

　　 　 　 　 　 　　 　 图4

　　 　 　 　 　 　　 　 　 　 　 图5
　计算解析解:
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

计算得解析解为k＝10０1
应力强度因子误差为0、09%
二、 误差分析
改变板得长度，其她条件不变
1. 当长度Ｌ＝１0０时

　 误差为0、５％
2. 当板长L=30

　 　 误差为3、2％
结论：当板长改变,板长无法体现无限大得情况,计算结果得误差会变大。