斧头劈柴的力学模型如何建立

wzg1103

各位大虾好，我最近突发奇想，想模拟一下劈柴的过程，这里我们先不谈CAE模型中的网格删除、材料本构模型等具体技术问题，斧头劈开木材的物理过程挺有乐趣的。
这里我先说说我自己的看法，
首先，斧头利用的是物理中很常见的斜面原理，斧头的夹角越小，所需的力就越小，但是往下劈的行程就越大。
其次，木材好像在劈开过程中不需要一劈到底(这里我们仅仅研究沿着轴向劈柴的情形)，我们仅仅需要劈一部分，木柴就会自动分裂开来，这个地方木材的裂开条件又该怎么确定呢？是指斧头作用的平均压强超过了木材的抗拉强度？那我用针怎么不会把木材搞开的？
请各位大侠有兴趣的可以说说自己的看法，十分感谢。

songhengxu

回复 1# wzg1103


    我的一点儿看法：木材可以看做横观各项同性的复合材料。破坏准则可以采用应力关系，也可以采用开裂能量控制（类似于纤维增强复合材料的分层开裂）。

wzg1103

回复 2# songhengxu
感谢这位大侠的讨论，我现在先不谈CAE模型，因为CAE模型的建立总是建立在物理模型很了解的基础上，我现在就是对这个物理过程还不是特别清晰，因为木头在劈开的过程仅仅需要斧头劈入一部分，其余部分可以自动开裂，这个过程不是特别明晰，不过还是特别感谢你。

ftxrhk0107

回复 3# wzg1103
这里，我想，是斧头有厚度，有侧压力的原因，

刚开始劈柴火的时候，是斧头破开了木头，生成了一条裂缝，

当斧头逐渐进入的时候，斧头尖基本悬空了，主要靠斧头侧面对木头裂缝侧面的侧压力，使木头开裂，当达到了木头的开裂极限时，自然会崩开的，

您在上一个贴也说到，如果斧头只是一个片体，基本没有厚度的话，则需要完全切开木头，而不是斧头的侧压作用类似的崩开木头，

刚开始劈材，相当于开一道裂纹，并沿裂纹方向进刀，
劈到一定深度，相当于进一步扩展，不过这个时候主要作用是侧压力了，

请拍砖，

yarslo

用BRITTLE CRACKING 试试

wzg1103

回复 5# yarslo

哥们你太牛了，过几天我发个数学模型上来吧，thanks