能量释放率的计算是基于最小势能原理推导来的,而势能=应变能-外载荷做功-
摩擦力做功(可能转化为热能)-其他能(如声能等)。一般情况下,如果没有转化为其他能量的话,那么此时的裂纹扩展的断裂力学参量就是应变能释放率;如果不是,则称为能量释放率。
断裂能是材料固有的特性,和断裂韧性是一致的。能量释放率是实际的裂纹扩展参数,是一个动态演化的变量,它表明了裂纹推进一定长度需要的能量。
[断裂与失效] abaqus断裂韧性扫盲贴 [复制链接]
最近论坛上很多人都开始搞xfem,里面有几个参数比较令人痛苦,比如断裂韧性KIC(fracture thoughness)和裂纹表面能G(fracture energy)。
首先要知道的是,这两个参数都不是通过abaqus仿真能得到的,而是材料本身的特性,跟密度一样,是先天决定的。所以你要想得到这两个数值,只有两个途径:查文献,或者做实验。
第二,解释一下这两个属性的定义。
早在1920年,格里菲斯就从能量平衡的观点研究了玻璃的脆断。他证明了,对于弹性体中预先存在的一条裂纹,当总位能的减小等于或超过两个新的裂纹表面的表面能时,裂纹就会发生扩展。之后他又研究了裂纹尖端附近的应力场,发现当裂纹前端的应力场强度达到材料的某一临界值时,裂纹就将发生扩展。前者的临界能量就是裂纹表面能,后者的临界应力场就是断裂韧度。
众所周知,裂纹大体分为三类,I,II,III,文献3中有详述。这里只对第一类裂纹举例。
韧性断裂
如上图所示的裂纹中,应力强度因子的表达式为
由此可知,应力强度因子与裂纹尖端附近区域内点的坐标无关,它与应力场有关,与裂纹的形状和裂纹的尺寸及方向有关,与载荷的大小和作用方向有关,与材料的某些常数有关,所以应力强度因子可以有效地反映裂纹尖端应力场强度。用abaqus可以算出裂纹尖端的应力强度因子如下图所示,但是临界应力强度因子既断裂韧性却是一个固定的常数,是材料本身的属性,需要做试验确定。
版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198,我们将在24小时内删除。
发表评论