用扩展有限元法求解沿任意路径的离散裂纹扩展
Abaqus/Standard中的疲劳裂纹扩展分析允许基于线弹性断裂力学原理和扩展有限元方法沿任意路径进行离散烈纹扩展建模。通过定义基于断裂的表面行为并指定富集元素的断裂准则，完成裂纹扩展能力的定义。基于改进的虚拟裂纹闭合技术(VCCT)计算了富集元素裂纹尖端的断裂能释放率。VCCT采用线弹性断裂力学原理。因此，VCCT适用于发生脆性疲劳烈纹扩展的问题，尽管材料的非线性变形可能发生在其它材料中。有关在富集元素中定义断裂准则和VCCT的详细信息请参见使用扩展有限元方法将不连续性建模为富集特征。
为了加速疲劳裂纹扩展分析，采用损伤外推技术，使裂纹在每个循环结束后至少提前一个单元长度。
疲劳裂纹的产生和扩展
用相对断裂能量释放率AG与裂纹扩展速率之间的Paris定律描述了富元素疲劳裂纹的萌生和扩展。启动疲劳裂纹扩展必须满足两个标准：
l一个标准是基于材料常数AG和当前循环数N；
l另一个准则是基于最大断裂能量释放率Gmax，它对应于当结构被加载到其极大值时的循环能量释放率。
一旦疲劳裂纹扩展准则满足于丰富的元素，裂纹扩展速率，da是基于用户指定形式的Paris定律的分段函数。本文详细讨论了扩展有限元法模拟裂纹扩展特征时疲劳裂纹的萌生和扩展准则。若未指定疲劳裂纹扩展准则，则Abaqus/Standard假定疲劳裂纹扩展会自动满足。
如果在一个完整循环结束时在富集元素中的任何裂纹尖端处满足裂纹扩展准则的起始，N，Abaqus/标准扩展了裂纹长度，a，，从当前的周期向前超过了一些周期，AN，AY+AW压裂至少一个富集元素前面的裂纹尖端。
给定巴黎定律的特定疲劳裂纹扩展形式(如使用扩展有限元方法将不连续性建模为丰富的特征中所定义的)，结合已知的单元长度和可能的扩展方向Aan;=atan-ay在裂纹尖端之前的富集元素处，在裂纹尖端之前每个富集元素失效所需的循环次数可计算为a，其中代表JTH裂纹尖端之前的富集元素。分析设置为在加载循环完成后，每个增量至少增加一个富集元素来推进裂纹。旋回最少的元素被鉴定为断裂元素，其
ANmin=min (AN)表示为裂纹生长的周期数等于其单元长度AaNmin=min (AA，))。
在完整循环结束时，最关键的单元在零约束和零刚度的情况下完全断裂。当富集单元断裂时，载荷被重新分配，必须为下一个周期的裂纹尖端前方的富集单元计算一个新的断裂能量释放率。这种能力允许至少一个富集元素在裂纹尖端之前被。在每一个完整的循环后断裂，准确地说明了在这个长度上引起疲劳裂纹扩展所需的循环次数。
温馨提示：
此文档为达索官方英文文档翻译，尽管我们已经尽力确保准确性，但在翻译过程中可能会有一些错误或细微差别。如果想要了解官方原版，可联系客服进行索取。
