基于最大能量释放率原理的裂纹扩展算法的改进

• 作者: 侯帅 孙寒骁 朱有利 王燕礼
• 来源期刊: 机械工程学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 裂纹扩展方向 最大能量释放率 有限差分法 最大周向应力
• 年，卷（期）: 2016,（10）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 91-96
• 页数: 6页
• 分类号: O346
• 字数: 4119字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3901/JME.2016.10.091

摘要

在基于最大能量释放率判据(Maximum energy release rate, MERR)的复合型裂纹扩展分析中，因需要对多个虚拟裂纹扩展方向进行试算和迭代运算，这会大大增加计算量，特别是为保证计算精度不得不选取很小的试算转角增量时，该问题会很突出。为此，提出分别基于有限差分法(Finite difference method, FDM)和最大周向应力判据(Maximum tangential stress, MTS)的裂纹转角预测方法，以减小计算量或提高计算精度。推导相关计算公式和算法，利用FORTRAN与ANSYS参数化设计语言(ANSYS parameter design language, APDL)语言混合编程的方法实现了基于ANSYS有限元环境下的裂纹扩展自动分析，并通过对带孔薄板的疲劳裂纹扩展分析，验证了所提出方法的有效性。分析发现，FDM 的预测误差小于 MTS 的预测误差。MTS预测的转角误差曲线与转角曲线的一阶导数有相同的变化规律，而FDM预测转角的误差曲线与转角曲线的二阶导数有相同的变化规律。根据MERR和MTS判据得到的KI值趋近于零，这与局部对称判据(Local symmetry, LS)一致，但MERR和LS判据的计算结果更接近。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	朱有利	装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系	73	809	16.0	24.0
2	王燕礼	装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系	10	108	5.0	10.0
3	侯帅	装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系	7	87	4.0	7.0
4	孙寒骁	装甲兵工程学院装备维修与再制造工程系	4	15	2.0	3.0