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[断裂与失效] 应力强度因子、J积分、断裂

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发表于 2015-9-2 16:51:28 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 河南焦作
悬赏4仿真币已解决
这段时间在看  断裂力学,有几点困惑,对其理解,表述如下,肯定有错误,请大神批正!!!谢谢{:soso_e181:}{:soso_e181:}{:soso_e181:}
1.根据弹性力学可以求解出模型应力应变场,以及GRIFFITH裂纹渐进应力场,可以用基本参数表示出来
2.在GRIFFITH裂纹应力场中引入应力强度因子,来表示裂尖点强度
3.围线积分主要用于具有塑性变形里,从而求解应力强度因子
4.想知道abaqus中一般是怎样求解应力强度因子,为什么只能在线弹性分析中才能求

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根据裂纹尖端的应力场可以分为 K-domain J-domain 在线弹性条件下K和J是有对应关系的,在这个在ASTM E1820 试验标准有写。 K的计算有很多种方法,如果使用FEA,线弹性分析。 在非线性条件下(J的定义),K-domain失效,只可以使用J来解释裂纹尖端的crack driving force。 当然K-domain是允许有塑性变形的,通过比对裂纹尖端应力场就可以明白何时是J-domain,何时是K-domain。 J-domain也仅仅在SSY条件下才试用,如果LSY和FullyPla ...
发表于 2015-9-2 16:51:29 | 显示全部楼层 来自 加拿大
Simdroid开发平台
根据裂纹尖端的应力场可以分为
K-domain
J-domain

在线弹性条件下K和J是有对应关系的,在这个在ASTM E1820 试验标准有写。
K的计算有很多种方法,如果使用FEA,线弹性分析。
在非线性条件下(J的定义),K-domain失效,只可以使用J来解释裂纹尖端的crack driving force。
当然K-domain是允许有塑性变形的,通过比对裂纹尖端应力场就可以明白何时是J-domain,何时是K-domain。
J-domain也仅仅在SSY条件下才试用,如果LSY和FullyPlastic就要考虑引入其他参数一起表述,建议看南京某大学Guo Wanlin的paper
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 楼主| 发表于 2015-9-3 16:01:45 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
祈祷下!!!!!!!!!!!!
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 楼主| 发表于 2015-9-4 16:57:47 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
{:soso_e181:}
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发表于 2015-9-7 14:48:39 | 显示全部楼层 来自 辽宁沈阳
问题问的比较混乱
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 楼主| 发表于 2015-9-7 16:07:47 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
plkolili 发表于 2015-9-7 14:48
问题问的比较混乱

哈哈,确实有点,主要是可能不理解,@plkolili,可以讲下在abaqus中是怎样求解K的吗,:handshake,谢谢您
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发表于 2015-9-7 20:45:49 | 显示全部楼层 来自 辽宁沈阳
求解K即应力强度因子,应力强度因子的引入是为了消除应力奇异性,ABAQUS采用的基于应力或者基于位移的外推法。就是求解裂纹点后面节点的坐标和应力,拟合出K值。J积分的引入是为了处理非线性断裂问题,也就是说k值只能出现在线性问题中。
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 楼主| 发表于 2015-9-9 11:54:45 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
plkolili 发表于 2015-9-7 20:45
求解K即应力强度因子,应力强度因子的引入是为了消除应力奇异性,ABAQUS采用的基于应力或者基于位移的外推 ...

嗯嗯  确实,我在abaqus中如果引入塑形变形,只能输出J,不能输出K值,但是J和K能建立关系在书上,是不是这种关系只能存在于线性分析
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 楼主| 发表于 2015-9-9 12:06:08 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
plkolili 发表于 2015-9-7 20:45
求解K即应力强度因子,应力强度因子的引入是为了消除应力奇异性,ABAQUS采用的基于应力或者基于位移的外推 ...

谢谢 Plko,我查了一下,是的,只有在线性才能建立J和K 的关系。谢谢,还有个问题,就是您所说的裂尖点附近区域的应力场是不是根据Griffith裂纹的渐进应力场公式求得下图
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 楼主| 发表于 2015-9-9 12:08:34 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
plkolili 发表于 2015-9-7 20:45
求解K即应力强度因子,应力强度因子的引入是为了消除应力奇异性,ABAQUS采用的基于应力或者基于位移的外推 ...

谢谢 Plko,我查了一下,是的,只有在线性才能建立J和K 的关系。谢谢,还有个问题,就是您所说的裂尖点附近区域的应力场是不是根据Griffith裂纹的渐进应力场公式求得下图

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发表于 2015-9-10 20:10:24 | 显示全部楼层 来自 辽宁沈阳
不是这个公式
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 楼主| 发表于 2015-9-11 10:28:47 | 显示全部楼层 来自 河南焦作

是不是不带K1,K2.K3的公式,可以截个图,谢谢您
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发表于 2015-9-17 08:44:55 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
chenyixun1991 发表于 2015-9-9 12:08
谢谢 Plko,我查了一下,是的,只有在线性才能建立J和K 的关系。谢谢,还有个问题,就是您所说的裂尖点附 ...

如果是1型裂缝,就是这个公式啦。
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发表于 2015-9-17 08:46:57 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
plkolili 发表于 2015-9-7 20:45
求解K即应力强度因子,应力强度因子的引入是为了消除应力奇异性,ABAQUS采用的基于应力或者基于位移的外推 ...

我觉得更准确的说法应该是描述奇异性。FEM是不可能给出真正的奇异点的。但是K值算出来了,就知道奇异点周围应力场了。
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 楼主| 发表于 2015-9-17 08:53:56 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
msknownone 发表于 2015-9-17 08:46
我觉得更准确的说法应该是描述奇异性。FEM是不可能给出真正的奇异点的。但是K值算出来了,就知道奇异点周 ...

@msk,您的意思是 FEM直接可以求解引力场,而K值算出来后,更准确求出奇异点附近周围的应力场吗:handshake
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发表于 2015-9-17 09:31:57 | 显示全部楼层 来自 澳大利亚
chenyixun1991 发表于 2015-9-17 08:53
@msk,您的意思是 FEM直接可以求解引力场,而K值算出来后,更准确求出奇异点附近周围的应力场吗:handshak ...

Yes. 因为FEM裂缝尖端的网格总是有限制的,你可以很细很细,但不能到无穷。但是得到K,根据公式得到的是线性断裂力学的应力场,有真正的无穷大哟。虽然实际情况中也没啥奇异点。
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发表于 2015-9-17 21:04:21 | 显示全部楼层 来自 浙江温州
裂纹尖端有奇异的应力场,划分足够密的网格才能保证计算精度。采用VNM技术,无需全局加密,自动在裂纹尖端加密,减小模型规模,提高计算效率。模型网格和裂纹网格均单独建模
2、裂纹扩展过程无需考虑模型网格的形状与走向,裂纹扩展过程更加真实。   13771835741 田伟  QQ 3126754911
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 楼主| 发表于 2015-9-18 20:07:56 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
NicolasCage 发表于 2015-9-17 22:16
根据裂纹尖端的应力场可以分为
K-domain
J-domain

谢谢Nicolas的回答,总结的很好,我看见别人用abaqus做 断裂分析时,在裂纹尖端自动加密网格,这个怎么实现,可以指点下吗:handshake  谢谢
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发表于 2015-9-19 22:01:21 | 显示全部楼层 来自 北京
断裂分析专家 发表于 2015-9-17 21:04
裂纹尖端有奇异的应力场,划分足够密的网格才能保证计算精度。采用VNM技术,无需全局加密,自动在裂纹尖端 ...

大神,,VNM技术能求出应力强度因子吗
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 楼主| 发表于 2015-9-21 10:01:40 | 显示全部楼层 来自 河南焦作
cb1989 发表于 2015-9-19 22:01
大神,,VNM技术能求出应力强度因子吗

@CD1989,哥们儿,能普及下VNM技术吗:handshake
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