裂纹扩展增量对裂纹扩展稳定性影响的研究

摘要：

在实际的裂纹扩展仿真分析中需要确定三个主要参数,包括局部裂纹扭转角度、局部裂纹扩展增量以及扩展后裂纹尖端的拟合外伸,而对于裂纹扩展增量往往根据计算结果精度的需求来确定其大小,忽略了裂纹扩展增量对裂纹扩展稳定性的影响.针对这一问题,利用FRANC3D和Abaqus软件联合仿真分析计算了Q235钢CT试样在不同裂纹扩展增量情况下的裂纹扩展特点,并根据裂纹尖端应力强度因子的分布情况得出两点结论:(1)裂纹两端接近结构自由表面,两端趋向于平面应力状态,中间内部裂纹处于平面应变状态,导致应力强度因子SIF呈现中间大、两端小的对称分布,使得在较大裂纹扩展增量的情况下裂纹中部与两端的扩展值差异较大,最终导致裂纹凸凹扩展甚至失稳;(2)在进行裂纹扩展分析时,为保证计算精度和节约计算时间,并且保证裂纹扩展的稳定性,裂纹扩展增量选取为当前裂纹尖端单元特征尺寸的15％～30％比较合适.

关键词：FRANC3D、CT试样、应力强度因子、裂纹扩展增量

所属期刊栏目：52

分类号：TG405(焊接、金属切割及金属粘接)

在线出版日期：2022-04-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：65-71