软件功能模块
通过在软件界面中选择参数化结构,以及输入材料参数、网格划分参数、边界条件和载荷参数等,提交分析任务时,后台可驱动有限元软件的文件更新,然后调用有限元软件(ANSYS、Abaqus)执行更新后的文件完成模型更新和自动分析。
将有限元模型裂纹扩展的区域剖分出来,定义成子模型,在子模型上定义初始裂纹并重新划分子模型网格来引入初始裂纹,然后合并模型提交给有限元软件求解器进行应力计算,计算结果会读回裂纹分析软件来计算应力强度因子、预测裂纹的扩展方向和相对距离,实现裂纹扩展,而后对子模型重新划分网格,并再次进行应力分析。依次重复该过程即可实现三维裂纹扩展,直至达到用户指定的终止条件为止。
MPCrack的建模核心是三维裂纹网格划分,适用于在有限元网格上插入裂纹,这个过程主要分四个步骤来完成:表面面片和边缘检测、几何重建、交叉计算和划分网格。
有限元计算结束后,裂纹分析软件即可读取裂纹尖端的位移等结果计算断裂力学参数,可以计算应力强度因子和应变能释放速率等。
通过多物理场叠加来考虑不同模式组合下的裂纹扩展,包括高周/低周疲劳、疲劳/蠕变、疲劳/冲击等,还可考混合模式(I型、II型、III型)下的三维裂纹扩展,并能考虑流固耦合、温度、残余应力、接触等复杂因素的影响。
计算裂纹尺寸和应力强度因子之间的关系、整合裂纹扩展速率模型来计算裂纹尺寸和施加载荷循环次数之间的关系。