基于ANSYS的裂纹尖端应力强度因子研究.pdfVIP

学兔兔 学兔兔 制造业信总化 仿囊，毽壤ICADICAMICAEICAPP 法求焊接裂纹的应力强度因子，并开发了二维边界单元 部分为母材 。整个 表 1 接头各区域强度 ／MPa 的计算程序 。ANSYS是工程应用最广泛的有限元工具 ， 试件尺寸为 80mmx 将ANSYS应用在焊接接头应力分析对研究工作带来了 40mm。在材料属性 很大方便。 定义时可 以定义三 2 有限元计算应力强度因子的理论基础 种材料属性 ，分别 焊接接头缺陷形成的裂纹一 对应焊接接头的每个区域 。本文通过改变屈服强度 般起源于内部的气孔等缺陷。表 搭配组合来模拟焊接接头各区域的不同力学性能，如表 面的焊接裂纹在 由承受外界交变 l。其它材料属性设置 ：E=118GPa，x／=0．34，G=80GPa， 载荷 的作用下也会继续扩展。I型 G=44GPa。 裂纹是低应力断裂的主要原因， 采用PLANE2单元划分网格。焊缝区域网格划分单 是最危险的，也是多年来实验和 元设置为2。热影响区设置为4，其他区域设置为 6。裂纹 研究的主体 ，当实际裂纹是复合 区域网格尽量细分。划分网格后的整体模型如图3。图4 型裂纹时，往往作为 I型处理 ，这 为裂纹附近网格划分 。 样更安全些。I型裂纹的开裂形式 左边界限制全部 自由度，上边界限制延裂纹方向的 自由度，除裂纹张开处例外。在右边界施加均匀分布的拉 坐标系 ，裂纹附近各点位 应力 200MPa。 4 结果与讨论 )+2sin20] (1) 由于焊接接头每个区域的力学性能定义不同，计算 二 出来的应力强度因子值就反映出材料力学性能对应力强 度因子的影响规律。ANSYS计算结果如表 2。 )一2COS2 ] (2) 表 2 ANSYSY模拟计算裂纹尖端应力强度因子结果 式 中 ．r、0为裂纹尖端处 分区 抗拉强度 trb／MPa屈服强度 ~M／Pa应力强度因子M／Pa·m 的极坐标；、分别为x．y 焊缝 685 800 284．42 方 向的位移分量 ；G为材 母材 685