三维裂纹板条动态断裂参量的线弹簧有限元法研究

【摘要】： 本文将线弹簧模型与有限元软件ANSYS相结合，对弹性表面裂纹的动态断裂参量进行了研究，所进行的工作主要有： 将传统的用于静态表面裂纹分析的线弹簧模型推广用于动态断裂分析，导出了相应的线弹簧本构关系，并与有限元(ANSYS)相结合，建立了相应的求解技术。 对含内埋椭圆裂纹的板条进行了静态和瞬态分析，得到的结果与已有的解吻合良好，对影响瞬态响应的因素如裂纹形状、裂纹深度、板条长度、板条厚度做了分析比较。 在ANSYS中提出了一种新的线弹簧单元用于表面裂纹分析，并分别用于表面裂纹静态与动态的分析，所得结果与已有解吻合良好，说明此单元模型的建立是成功的，最后对影响表面裂纹动态应力强度因子的因素做了分析。 本文所建立的三维裂纹动态断裂参量的分析方法，较之全三维有限元法大大简化了前处理过程和节省了计算机时。同时，保证了一定的分析精度。因此，作为一种工程数值分析方法，是非常适合的。