基于损伤力学的疲劳寿命和裂纹扩展的数值分析

中国机械工程 ›› 2010, Vol. 21 ›› Issue (20): 2412-2415.

基于损伤力学的疲劳寿命和裂纹扩展的数值分析

董赟;蔡敢为;郑战光;毛坤朋

广西大学,南宁,530004

出版日期:2010-10-25 发布日期:2010-10-29
基金资助:
广西科学基金资助项目(桂科自0832030)；广西大学科研基金资助项目(X081036)；广西制造系统与先进制造技术重点实验室资助项目(桂科能0842006-005-Z)
Guangxi Provincial Science Foundation of China（No. 0832030）

Numerical Analyses of Fatigue Life and Crack Growth Based on Damage Mechanics

Dong Yun;Cai Ganwei;Zheng Zhanguang;Mao Kunpeng

Guangxi University, Nanning, 530004

Online:2010-10-25 Published:2010-10-29
Supported by:

Guangxi Provincial Science Foundation of China（No. 0832030）

摘要/Abstract

摘要：

采用损伤力学理论,研究了P355NL1钢含沟槽轴对称试件在交变载荷作用下的疲劳损伤破坏过程。基于应变等效假设的疲劳损伤耦合理论和求解损伤力学问题的附加载荷有限元法,结合生死单元技术,以循环次数划分步长,建立了一种损伤力学-附加载荷-有限元法计算格式。利用ANSYS的二次开发工具APDL语言,对钢标准件的损伤破坏过程进行数值模拟计算,在得到疲劳寿命的同时,给出了不同循环次数下裂纹的扩展路径。并通过试验对计算结果进行了对比验证。

关键词:

损伤力学, 附加载荷, 二次开发, 数值模拟

Abstract:

Based on the continuum damage mechanics, the fatigue damage behavior of a P355NL1 steel specimen with notch under cyclic load was discussed. A damage mechanics-additional load-finite element method was constructed by two ways, one was the fatigue damage coupling theory of strain equivalence, the other was the additional load method of damage mechanics, whose steps were measured by the length of cycle-index with a combining ekill technique. A subroutine to calculate damage and predict fatigue life on ANSYS platform was developed by APDL of ANSYS, the initiation and growth of cracks were simulated by damage developing, the crack propagation paths were given under the different cycles as long as the fatigue life has been obtained. At last, the comparison between fatigue test and calculation results indicates that this method is right, feasible and of high accuracy.

Key words:

damage mechanics, additional load, secondary development, numerical simulation

中图分类号:

TU311.41

董赟, 蔡敢为, 郑战光, 毛坤朋.

基于损伤力学的疲劳寿命和裂纹扩展的数值分析

[J]. 中国机械工程, 2010, 21(20): 2412-2415.

DONG Bin, CA Gan-Wei, ZHENG Zhan-Guang, MAO Kun-Peng.

Numerical Analyses of Fatigue Life and Crack Growth Based on Damage Mechanics

[J]. China Mechanical Engineering, 2010, 21(20): 2412-2415.

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