ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕЩИНЫ В ANSYS WORKBENCH
Целью данной работы являлась оценка точности получаемых результатов линейной механики разрушения в программном комплексе ANSYS Workbench (далее ANSYS WB). Для этого было принято решение сравнить результаты расчета трещины в ANSYS WB с результатами, полученными путем решения задачи той же постановки аналитическим методом.
В качестве образца для сравнения была выбрана поверхностная полуэллиптическая трещина в пластине конечной высоты и ширины под действием растягивающей нагрузки ([1], пример 9.27). Общий вид образца с трещиной представлен на рис. 1, соответствующие геометрические размеры и параметры сведены в табл. 1.
Рис. 1. Общий вид образца с трещиной |
Табл. 1. Геометрические размеры и параметры
Параметр | Геометрия трещины, [м] |
Геометрия образца, [м] |
Растягивающее напряжение, [Па] |
|||
a | b | W | h | t | σ | |
Значение | 0.04 | 0.03 | 0.3 | 0.5 | 0.1 | 100 |
В ANSYS WB была смоделирована аналогичная образцу геометрическая модель с полуэллиптической поверхностной трещиной, наложена конечно-элементная сетка и приложены необходимые нагрузки. В результате расчета были получены карты распределения перемещений и эквивалентных напряжений по IV теории прочности (рис. 2), а также распределение коэффициентов интенсивности напряжений (КИН) по фронту трещины (рис. 3).
а) перемещений, [мм] | б) эквивалентных напряжений, [МПа] |
Рис. 2. Карта распределения |
Рис. 3. Карта распределения КИН, [Па·м0,5] |
Полученные в ANSYS WB и аналитически по [1], пример 9.27, ф. 12 значения КИН были представлены в виде графиков зависимости КИН от номера узла фронта трещины (рис. 4).
Рис. 4. Распределение КИН по фронту трещины |
Вывод:
Анализ полученных результатов показал, что погрешность решения с помощью ANSYS WB составляет не более 3%. В связи с этим можно заключить, что решение линейных задач механики разрушения целесообразно проводить в ANSYS WB.
Список литературы
1. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений: В 2-х томах. Т. 2: Пер. с англ./Под ред. Ю. Мураками. – М.: Мир, 1990. – 1016 с., ил.
скачать "ОЦЕНКА РЕЗУЛЬТАТОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРЕЩИНЫ В ANSYS WORKBENCH" |