当前位置: 首页 > 专利查询>五邑大学专利>正文

基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析方法技术

技术编号:20177290 阅读:30 留言:0更新日期:2019-01-23 00:32
本发明专利技术公开了一种基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析方法,首先根据初始的几何和裂纹条件,采用连续分布的位错来模拟平面中任意数量的折线裂纹,根据裂纹的线上的应力平衡条件建立奇异积分方程,求解这些奇异积分方程,即可求得每条裂纹的应力强度因子。当裂纹扩展一步后,在原有的折线裂纹基础上增加一个裂纹分支即可得到新的折线裂纹,记录新的裂尖位置,然后建立新的奇异积分方程进行求解,即可得到新的裂纹的应力强度因子。这样裂纹多次操作后,即实现了平面多裂纹的全自动扩展分析。

Fatigue Propagation Analysis Method for Planar Multiple Cracks Based on Distributed Dislocation Method

The present invention discloses a method for fatigue growth analysis of plane multi-cracks based on distributed dislocation method. Firstly, according to the initial geometry and crack conditions, a continuous dislocation is used to simulate any number of broken-line cracks in the plane. According to the stress equilibrium conditions on the line of the crack, a singular integral equation is established, and the stress intensity of each crack can be obtained by solving these singular integral equations. Degree factor. When the crack expands one step, a new broken line crack can be obtained by adding a crack branch to the original broken line crack, recording the new crack tip position, and then establishing a new singular integral equation to solve the problem, the stress intensity factor of the new crack can be obtained. After many times of operation, the automatic propagation analysis of plane multi-cracks is realized.

【技术实现步骤摘要】
基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析方法
本专利技术属于金属结构的疲劳裂纹扩展分析
,涉及一种基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析方法。
技术介绍
金属结构的疲劳裂纹扩展分析是机械、土木和航空领域的重要内容。现阶段的流行的二维疲劳裂纹分析系统主要以有限元方法计算为主,一部分研究者采用通用商业有限元计算软件进行疲劳裂纹扩展分析,一部分研究者采用专门的裂纹扩展分析软件进行疲劳裂纹的分析。现有技术的缺点/不足:1、采用通用商业有限元计算软件进行疲劳裂纹扩展分析,需要人工进行编程,不能靠软件本身实现裂纹自动化扩展。2、市场上有专门的裂纹扩展分析软件,以有限元方法计算为主,不能将二维问题简化为一维问题,计算效率不高。3、有限元实现裂纹扩展最大的缺点是当裂纹每扩展一步后,需要重新进行模型建立以及对模型进行网格划分,大大降低了计算效率,增加计算工作量。4、现存的裂纹扩展分析系统在处理多裂纹问题时建模困难,效率不高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析方法,该技术方案解决以下技术问题:1、本裂纹扩展分析系统进行裂纹扩展分析时,不用再进行人工编程,给定初始条件后,完全实现裂纹的全自动扩展。2、本系统所采用的分析计算方法可以将2维问题转换为1维问题,计算效率大大提高。3、本系统在进行裂纹扩展分析时,不需要对裂纹附近区域进行网格细化,不需要进行网格重新划分,大大减少计算量。4、本系统采用的分析方法在处理多裂纹问题时,建模简单,计算时间短,特别时裂纹数量巨大时,本系统优势非常明显。其具体技术方案为:一种基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析方法,首先根据初始的几何和裂纹条件,采用连续分布的位错来模拟平面中任意数量的折线裂纹,根据裂纹的线上的应力平衡条件建立奇异积分方程,求解这些奇异积分方程,即可求得每条裂纹的应力强度因子。当裂纹扩展一步后,在原有的折线裂纹基础上增加一个裂纹分支即可得到新的折线裂纹,记录新的裂尖位置,然后建立新的奇异积分方程进行求解,即可得到新的裂纹的应力强度因子。这样裂纹多次操作后,即实现了平面多裂纹的全自动扩展分析。与现有技术相比,本专利技术的有益效果为:1、计算效率比有限元高。2、可以实现裂纹的全自动扩展。3、进行多裂纹的裂纹扩展分析时,建模非常快,计算速度也快。附图说明图1为基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析方法的流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细地说明。基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析系统以Fortran编程语言实现。如图1所示:1.开始运行。2.根据实际结构建立分析模型,仅需要创建不含裂纹的几何模型,和荷载及约束情况。3.引入裂纹。仅通过界面输入裂纹的数量、位置、长度和角度等相关信息。不需要进行裂纹的网格划分。4.进行计算。采用本分析系统的核心计算程序计算各个裂尖的应力强度因子。5.裂纹扩展预测。根据裂尖的应力强度因子,结合Paris’公式,进行裂纹扩展分析。6.更新裂尖位置7.根据用户输入的判断条件判断是否结束,是否执行新一轮计算。以上所述,仅为本专利技术较佳的具体实施方式,本专利技术的保护范围不限于此,任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内,可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网
...

【技术保护点】
1.一种基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析方法,其特征在于,首先根据初始的几何和裂纹条件,采用连续分布的位错来模拟平面中任意数量的折线裂纹,根据裂纹的线上的应力平衡条件建立奇异积分方程,求解这些奇异积分方程,即求得每条裂纹的应力强度因子;当裂纹扩展一步后,在原有的折线裂纹基础上增加一个裂纹分支即得到新的折线裂纹,记录新的裂尖位置,然后建立新的奇异积分方程进行求解,即得到新的裂纹的应力强度因子;这样裂纹多次操作后,即实现了平面多裂纹的全自动扩展分析。

【技术特征摘要】
1.一种基于分布位错法的平面多裂纹疲劳扩展分析方法,其特征在于,首先根据初始的几何和裂纹条件,采用连续分布的位错来模拟平面中任意数量的折线裂纹,根据裂纹的线上的应力平衡条件建立奇异积分方程,求解这些奇异积分方程,即求得每条裂纹的...

【专利技术属性】
技术研发人员:张炯
申请(专利权)人:五邑大学
类型:发明
国别省市:广东,44

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1