基于XFEM的疲劳裂纹扩展路径和寿命预测

作者:何龙龙 刘志芳 顾俊杰 王金亮 门坤发

关键词: XFEM; 应变能释放率; 裂纹扩展; 疲劳寿命预测; 断裂力学; Abaqus; Paris公式;

摘要:根据线弹性断裂力学理论,推导出了Abaqus中材料参数c3,c4与Paris参数C,m的之间的换算关系式,并基于Abaqus软件的扩展有限元XFEM分析,分别对含中心穿透斜裂纹平板和带初始裂纹的加筋翼梁典型结构在等幅疲劳载荷下的裂纹扩展路径和裂纹扩展寿命进行了预测和试验验证。算例结果表明预测的裂纹扩展路径与试验结果吻合良好,裂纹扩展寿命误差在6.3%以内。表明该方法可以精确地预测等幅载荷下二维和三维复杂结构的疲劳裂纹扩展路径和寿命,可为结构的损伤容限分析提供有效途径,具有一定的工程应用价值。 


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