ANSYS三維裂紋建模

三維裂紋建模，主要涉及裂紋幾何體的生成，裂紋尖端格線劃分問題。

基本介紹

• 中文名：三維裂建模方法
• 外文名：ANSYS Based 3D Crack modeling 

三維裂紋ANSYS幾何+有限建模過程詳解

1 幾何建模

將裂紋擴展面作為主視面，通過關鍵點，繪製裂紋截面。

• 定義關鍵點：
  

關鍵步驟：裂紋尖端共用關鍵點4，裂紋開口處必須定義兩個位置重合的關鍵點6和7，必須在中間任意位置多定義一個關鍵點。

• 採用：A,1,3,4,5,6,2定義左邊面，A,3,4,7,8,9定義右邊面。
  

裂紋分離處的線，必須採用不同的路徑定義，若是4-6和4-7則值出現一條線，裂紋不能分離。因此，只能左邊採用4-5-6，右邊採用4-7，關鍵點5有重要作用。該路徑定義的面，在裂紋分離處會出現三段線。

最終裂紋位置通過三段不同線實現分離，非裂紋位置兩平面共用L2，自動連線。

• 面拉伸成體：
  

定義引導線拉伸：

三維體裂紋幾何模型建立

2 有限元建模

• 定義兩種單元
  
• 定義材料
  
• 單元分配：兩個體分配體單元，兩個面分配面單元（MeshTool）
  

• 面格線劃分：
  

在面內的裂紋尖端點，即關鍵點4，進行格線控制（MeshTool）

尖端第一周格線尺寸為裂紋長度的1/9，（必須小於1/8），第二圈比例1，分布10個單元，纖維單元節點選擇1/4位置，實現奇異性。

設定面內單元尺寸控制，適宜即可，不能過分大於尖端尺寸，若是結構過大，可以對面分區域建模，分別進行格線控制，逐漸加大非裂紋區域格線尺寸。

對面劃分，結果如下：

• 體格線生成：
  

拉伸方向的格線數量控制，通過對裂紋尖端線格線控制實現：

本文選擇裂紋尖端線，其他線也可以的。體格線生成：選擇Sweep方法，Hex形狀，手動選擇源面和目標面；源面即為剛剛生成格線的面。

實現了三維體裂紋的格線劃分，建立有限元模型。