文档介绍：Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集
基于 HyperMesh 软件对裂纹扩展的模拟
孙慧敏
华东理工大学
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Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集
基于 HyperMesh 软件对裂纹扩展的模拟
Application of HyperMesh in Crack
Expansion Simulation
孙慧敏
(华东理工大学)
摘要:裂纹的扩展在结构的断裂分析中起到重要作用,是断裂力学研究的重点问题。本
文采用 HyperMesh 软件进行网格划分和有限元建模,然后利用 ABAQUS 软件求解器进行
计算,模拟裂纹扩展,预测含裂纹结构的承载能力,模拟结果和实验结果具有很好的吻合性,
表明有限元模拟裂纹扩展,预测结构失效的可行性。
关键词:HyperMesh,裂纹
Abstract: Crack expansion plays an important role in rupture analysis of rupture statics.
This paper applied HyperMesh to establish finite elememt model, then calculated the FE
model in the help of Abaqus software. This paper demonstrated that it was possible to
predict the structure failure.
Key words: HyperMesh, crack
1 前言
在工程应用中,通过有限元仿真分析可以降低工作成本,并且在短时间内得到结果,节
省时间,得到了大量广泛的应用。延性裂纹的起裂和扩展在材料和结构的断裂分析中起到了
重要作用,裂纹的扩展降低了结构的承载能力,影响了结构的断裂力学行为,本文综合运用
HyperMesh 和 ABAQUS 两款软件对三点弯曲含裂纹试样的延性裂纹扩展进行有限元模拟,
模拟结果和试验结果有很好的吻合性。
2 有限元模型的建立
有限元模拟分析中,网格的划分方式、单元尺寸、网格数目和质量对计算结果的准确度
有很重要的影响[1],并且考虑到计算机的计算时间,需要综合分析来确定网格的划分方式,
HyperMesh 软件由于其强大的几何处理和网格生成技术,在前处理方面具有强大的优势[2],
并且与其它有限元软件有很好的接口,因此用该软件作为前处理软件,对三点弯曲试样进行
建模,进行网格划分,然后将模型导入到 Abaqus 中进行动态分析计算,可以得到很好的结
果,并且弥补了 Abaqus 中网格划分的不足。
三点弯曲含裂纹试样简图和尺寸如图 1 所示,为比较准确的模拟裂纹扩展路径,需要在
整个裂纹扩展方向上进行网格细分,为了节省计算时间,网格数目又不能太多,因此决定在
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Altair 2009 HyperWorks 技术大会论文集
距离裂尖 ×5mm 的小部分区