申请/专利权人：天津大学

申请日：2023-09-22

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117371272B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G16C60/00;G06F113/26;G06F111/10;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.19#授权;2024.01.26#实质审查的生效;2024.01.09#公开

摘要：本发明涉及一种适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法，包括：1建立夹持式SENT试样二维平面应力模型，在夹持式SENT试样外上下两处分别建立参考点，建立参考点和试样夹持端的耦合约束；2对模型进行网格划分；3计算位移、应变及应力场，得到不同初始裂纹长度、跨距和各向异性材料参数下的应力强度因子和柔度；4根据有限元模拟结果，建立不同跨距下夹持式SENT试样的归一化应力强度因子和归一化柔度与初始裂纹长度、各向异性材料参数的关系，以及初始裂纹长度与归一化柔度的关系。本发明可有效提升夹持式式单边缺口拉伸试样结构的裂纹监测及可靠性评价精度，降低因计算不合理造成的安全及经济风险。

主权项：1.一种适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法，其特征在于：所述方法的步骤为：1采用有限元分析软件Abaqus，建立夹持式SENT试样二维平面应力模型，输入各向异性材料的弹性模量E1、E2，泊松比ν和剪切模量G12，在夹持式SENT试样外上下两处分别建立参考点，通过运动耦合约束的方式，建立参考点和试样夹持端的耦合约束，外部载荷P分别施加在上、下两个参考点上；2采用带有缩减积分的8节点四边形单元CPS8R对二维平面应力模型进行网格划分，对裂纹尖端处的网格进行加密和引入奇异单元，采用聚焦环式网格；3通过Abaqus自带的隐式求解器，计算位移、应变及应力场，得到不同初始裂纹长度、跨距和各向异性材料参数下的应力强度因子和柔度；4根据有限元模拟结果，建立不同跨距HW下夹持式SENT试样的归一化应力强度因子和归一化柔度与初始裂纹长度α、各向异性材料参数λ，ρ间的关系，以及初始裂纹长度α与归一化柔度的关系：适用于各向异性材料的归一化应力强度因子计算公式为： 其中：α＝aW，a为初始裂纹长度，W为试样宽度；Fα,λ,ρ由下式计算： qiλ,ρ为拟合系数，由材料参数λ、ρ决定，计算公式为： 其中： Rij为拟合参数；归一化柔度与裂纹长度的关系： 其中：pα,λ,ρ由下式计算： piλ,ρ为拟合系数，由材料参数λ、ρ决定，计算公式为： 其中： Sij为拟合参数；基于柔度的裂纹长度预测公式如下： 其中：tiλ,ρ为拟合系数，由材料参数λ、ρ决定，计算公式为： 其中： Mij为拟合参数；各向异性材料的弹性模量E1、E2，泊松比ν12和剪切模量G12用表征平面内各向异性材料参数λ、ρ定义： 其中：E1、E2为材料弹性模量，ν12是材料泊松比，G12是材料剪切模量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 天津大学 适用于不同各向异性材料及尺寸的夹持式单边缺口拉伸试样裂纹长度及断裂性能计算方法

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