Ansys Механика Разрушения
Центр Компетенции ansys. Определения параметров механики разрушения охлаждаемой. Dec 14, 2015 - Механика разрушения. ANSYS R17 теперь позволяет использовать поверхности произвольной формы для моделирования трещин.
Расчет параметров механики разрушения в ANSYS Mechanical 15.0 Павел Дружинин Инженер технической поддержки ГК «ПЛМ Урал» — «Делкам-Урал» Группа компаний «ПЛМ Урал» — «Делкам-Урал» продолжает информировать читателей журнала о нововведениях вышедшей недавно версии инженерного программного обеспечения ANSYS 15.0. В настоящей статье речь пойдет о новых возможностях ANSYS 15.0 в области решения задач механики разрушения. Теоретические сведения Механика разрушения (МР) — это раздел механики, в котором изучаются конструкционные материалы и их способность сопротивляться разрушению под действием внешних сил при наличии усталостных трещин и различных технологических и эксплуатационных дефектов.
Основные исследования в области МР посвящены разработке методов предотвращения разрушения материалов при эксплуатации. При решении задач в МР используется комплексный подход к проблеме разрушения, основанный на сочетании методов механики сплошных сред с методами экспериментальной и теоретической физики и химического металловедения, математической теории упругости и строительной механики.
При этом непосредственно учитывается комбинация влияния напряженного состояния и параметров дефектов (рис. 1):. параметры трещины (форма, длина и т.д.);. напряженное состояние;.
Ansys В Руках Инженера. Механика Разрушения
трещиностойкость материала. Причинами наступления предельного состояния конструкции (в нашем случае — разрушение) могут являться различные технологические и эксплуатационные факторы, такие как:. неправильный выбор материала (корабли союзников во время Второй мировой войны, рис.
2);. ошибки в проектировании (мост I35W через Миссисипи в штате Миннесота, рис. 3);. неправильная технология/техника литья (Колокол Свободы, рис. Подход механики разрушения Рис. Разрушение танкера Рис.
Разрушение моста I-35W через Миссисипи Рис. Трещина в Колоколе Свободы Типы трещин Раскрытие трещины в твердом теле может быть осуществлено тремя различными путями (рис. 5). При отрывных напряжениях возникает трещина типа «разрыв» (тип I) (рис. 5 a), когда берега трещины перемещаются перпендикулярно плоскости трещины.
При плоском сдвиге образуется трещина типа «сдвиг» (тип II) (рис. 5 б): перемещения берегов трещины происходят в плоскости и перпендикулярно ее фронтальной линии. Трещина типа «срез» (тип III) (рис.
Ansys Механика Разрушения
5 в) образуется при антиплоском сдвиге: перемещения берегов трещины совпадают с плоскостью трещины и параллельны ее направляющей кромке. Типы трещин Рис. Образцы для испытаний на вязкость разрушения Рис. Контуры интегрирования в зоне трещины В общем случае трещину можно описать этими тремя типами или их комбинацией. Чаще всего в технике встречается трещина типа I, так как большая часть элементов конструкций разрушается в случае, если берега трещины перпендикулярны плоскости трещины.
Испытание на вязкость разрушения (трещиностойкость) Основной параметр, используемый в линейной механике разрушения, — коэффициент интенсивности напряжений Kc. Это масштабный коэффициент, используемый для описания увеличения приложенного напряжения в вершине трещины известного размера и формы. Значение интенсивности напряжения, при котором начинается развитие трещины, называется критическим коэффициентом интенсивности напряжений или вязкостью разрушения. Процедура испытаний на вязкость разрушения стандартизована Американским обществом испытания материалов ASTM. На первый взгляд, необходимость в стандартном испытании кажется странной.
Вследствие универсальности концепции, связанной с коэффициентом Kc, для таких испытаний подходит любой образец с трещиной (рис. 6), для которого может быть вычислен коэффициент Kc. Как правило, в исследованиях придерживаются следующего порядка испытания стандартного образца:. В образце создается начальная трещина. Объект нагружается до тех пор, пока трещина не начнет расти.
По результатам испытания вычисляют вязкость разрушения Kc. Значения этого параметра для некоторых материалов занесены в стандартную библиотеку Mechanical.