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即将直播：所向披靡的ANSYS材料断裂失效仿真计算（张老师讲授）

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作者优秀: 优秀教师/意见领袖/博士学历/特邀专家/独家讲师
平台推荐: 内容稀缺

仿真圈

2年前浏览2816

作者 | 张老师仿真秀优秀讲师

首发 | 仿真秀APP

导读：ANSYS目前已经收购了LS-DYNA，在ANSYS2020R2版本中，LS-DYNA作为一个模块已经出现在Workbench平台的分析系统中，如图1所示。因此，目前ANSYS具备对各类断裂问题的工程求解，包括完备的裂纹建模功能，全面的断裂参数计算功能，基于断裂力学，内聚力模型和材料参数的裂纹扩展计算以及疲劳裂纹扩展寿命计算，此外还具备对功能梯度材料，热结构耦合断裂的问题的计算，完全满足各个行业的工程计算要求。

图1分析系统的模块

值2022仿真知识周-仿真人自己的节日来临之际，7月12日20时，笔者受邀将在仿真秀官网和APP带来《ANSYS材料断裂失效仿真计算公开课》，详情见后文。首先，让我们一起来认识ANSYS断裂与失效计算方法那些事。

一、裂纹建模

目前基于ANSYS可以建立各种裂纹模型，包括平面任意裂纹（单条和多条），三维表面任意形状裂纹，三维贯穿裂纹，三维埋藏裂纹，能够满足各类工程计算要求。例如可以为高压容器和管道的内外面建立表面裂纹如图2所示。

图2 压力容器三维表面椭圆裂纹

二、断裂力学参数计算

基于建立的各类裂纹模型，可以完成各类断裂参数计算，包括应力强度因子，能量释放率，J积分，T应力，C*积分和材料构型力，通过以上参数可以完成对含裂纹结构的强度评估，裂纹扩展方向预测等计算。如图3给出了裂纹前缘的应力强度因子云图。

图3 裂纹前缘的应力强度因子云图

三、界面失效模拟

ANSYS提供了基于VCCT（虚拟裂纹闭合技术）、CZM（内聚力模型）和基于LS-DYNA界面应力失效模型，能够满足各类界面的失效计算，覆盖了复合材料，金属-橡胶；金属-金属；金属-混凝土等连接界面的失效强度评估。如图4给出了界面裂纹扩展过程中的断裂参数云图。

图4 界面裂纹扩展过程中的断裂参数云图

四、材料失效

基于LS-DYNA可以采用应力或应变失效准则，直接计算各类材料在各种工况下的裂纹萌生和裂纹扩展的全过程，如图5给出了基于LS-DYNA的材料拉伸失效云图。

图5 基于LS-DYNA的材料拉伸失效云图

五、裂纹扩展计算公开课

此外，ANSYS还可以基于扩展有限元和SMART方法，对含有初始裂纹结构进行单调载荷作用下的裂纹扩展与循环载荷作用下的裂纹扩展寿命计算。如图6给出了齿轮根部裂纹扩展计算。

图6 齿轮根部裂纹扩展计算

为了让大家对其功能有一个直观的认识，特进行了《ANSYS材料断裂失效仿真计算公开课》。

直播时间：7月12日19：30-20：30

直播内容：

（1）材料失效的原因

（2）裂纹的分类

（3）断裂问题的分类

（4）复合裂纹的断裂准则

（5）裂纹扩展的类型及计算方法

（6）范例-拉伸载荷作用下的中心贯穿裂纹的应力强度因子计算

（7）在线答疑

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六、2022仿真知识周-探索仿真人的知识体系

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(完)

作者：直播小助手

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来源：仿真秀App

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首次发布时间：2022-07-11