有限体上表面裂纹仿真分析实例

    在理论中可以分析无限体和半无限体(并且往往还能使分析变得简单可行)，但在有限元分析中只能分析有限体。本文对比教科书上的经典案例，再次证明Mechanical断裂力学仿真分析的准确性。

    模型和裂纹示意。

    模型和裂纹的尺寸。

    裂纹最深处的应力强度因子。

    裂纹最浅处的应力强度因子。

    几何模型长250mm，宽200mm，厚度为12mm。裂纹长半轴为5mm，裂纹短半轴(深度)为1mm。

最深处的应力强度因子：36.06MPa.m^0.5；

公式解为：35.99MPa.m^0.5；

最浅处的应力强度因子：18.69MPa.m^0.5；

公式解为：19.93MPa.m^0.5；

    裂纹划分方法选择四面体，如下图所示。

    应力强度因子。

    1）定义裂纹的参考坐标系必须为笛卡尔坐标系，并且Y轴垂直于裂纹面，X轴指向裂纹深度。

    2）对比仿真解和公式解，可以看出裂纹最深处的应力强度因子的仿真解更加精确。