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xingfei04

木虫 (小有名气)

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[资源] 【资源】关于断裂的一些东西

1、对于J积分所在坐标系的问题：
      最初我做J积分的时候是在计算应力强度因子所用的局部坐标系下进行的。后面发现help里面说要在全局坐标系下进行。认为在局部坐标系下进行是不对的。但是发发现两种坐标系下计算结果差不多。
      现在想来，只要是与全局坐标系（要求x轴平行于裂纹）平行的局部笛卡儿坐标系，都能用来计算J积分。可以看到J积分的第二部分的所有量都与局部坐标系无关只与全局坐标系有关，而第一部分（也就是对应变能密度沿Y轴积分）与采用的局部坐标系的Y轴有关。由于J 积分具有积分路径无关性，我们选取一条关于裂纹对称的积分路径（积分路径是完全的）。那么，以这条路径上的应变能密度为纵轴，以Y轴为横轴画图，可以看到，得到的应变能密度——Y曲线是一条封闭曲线。对于一条封闭的曲线，对横坐标做积分，在坐标系平移的情况下，积分值不变。所以，J积分可以在于全局坐标系平行的坐标系下进行。
2、网格划分的问题
      在参考书上和help中都要求靠近裂纹尖端的单元必须具有奇异性（也就是单元的中间节点要靠近裂纹尖端，这样才能更好地描述裂纹附近的应力场）。实际上，裂纹尖端附近单元不具有奇异性也无大碍。计算出来的J积分结果没有太大差别。
3、三维J积分
      三维J积分的相对于二维J积分的难点在于：裂纹尖端附近单元没有KSCON这样的命令来直接生成，需要自己处理。Help里面的vm143例子有三维裂纹的详细命令流。
这里贴出help中三维J积分裂纹尖端附近单元生成的命令流，其余部分采用二维一样的做法。
下面这段命令流的使用说明：先划分网格，然后把裂纹尖端对应的那个节点定义为部件，名称为CRACKTIP，然后输入如下部分命令流，裂纹尖端附近第一行单元便调整成奇异单元。之后的加载和J积分部分无特别之处。
附件中是整理过的vm143中的三维裂纹J积分部分。
/NOPR
NSEL,ALL
*GET,N,NODE,,NUM,MAX                ! CURRENT MAXIMUM NODE NUMBER
CMSEL,S,CRACKTIP                   ! SELECT THE TIP NODES
ESLN                               ! ANY ELEMENTS ATTACHED
*GET,ELMAX,ELEM,,NUM,MAX          ! CURRENT MAXIMUM ELEMENT NUMBER
*DO,IEL,1,ELMAX                   ! LOOP ON MAX ELEMENT
ELMI=IEL
*IF,ELMI,LE,0,EXIT             ! NO MORE SELECTED
*GET,ELTYPE,ELEM,ELMI,ATTR,TYPE ! GET ELEMENT TYPE
*IF,ELTYPE,NE,ARG1,CYCLE       ! CHECK FOR SELECTED ELEMENT
N3 = NELEM(ELMI,3)             ! GET NODE 3 (K)
*IF,NSEL(N3),LE,0,CYCLE          ! IT MUST BE SELECTED
N7 = NELEM(ELMI,7)             ! GET NODE 7 (L)
*IF,NSEL(N7),LE,0,CYCLE          ! IT MUST ALSO BE SELECTED
N1 = NELEM(ELMI,1)             ! GET NODE 1 (I)
N2 = NELEM(ELMI,2)             ! GET NODE 2 (J)
N5 = NELEM(ELMI,5)             ! GET NODE 5 (M)
N6 = NELEM(ELMI,6)             ! GET NODE 6 (N)

X3 = 0.75*NX(N3)                ! WEIGHTED POSITION OF N3
Y3 = 0.75*NY(N3)
Z3 = 0.75*NZ(N3)
X  = 0.25*NX(N2) + X3          ! QUARTER POINT LOCATION ( NODE (R) )
Y  = 0.25*NY(N2) + Y3
Z  = 0.25*NZ(N2) + Z3
N  = N + 1                      ! NEXT NODE
N10 = N
N,N10,X,Y,Z                      ! MIDSIDE NODE LOCATION
X  = 0.25*NX(N1) + X3
Y  = 0.25*NY(N1) + Y3
Z  = 0.25*NZ(N1) + Z3
N  = N + 1
N12= N
N,N12,X,Y,Z
X7 = 0.75*NX(N7)
Y7 = 0.75*NY(N7)
Z7 = 0.75*NZ(N7)
X  = 0.25*NX(N6) + X7
Y  = 0.25*NY(N6) + Y7
Z  = 0.25*NZ(N6) + Z7
N  = N + 1
N14 = N
N,N14,X,Y,Z
X  = 0.25*NX(N5) + X7
Y  = 0.25*NY(N5) + Y7
Z  = 0.25*NZ(N5) + Z7
N  = N + 1
N16 = N
N,N16,X,Y,Z
N4=N3
N8=N7
NSEL,ALL
TYPE,3
EN,ELMI,N1,N2,N3,N4,N5,N6,N7,N8 ! REDEFINE THE ELEMENT
EMORE,0,N10,0,N12,0,N14,0,N16
EMORE,
*ENDDO
CMSEL,U,CRACKTIP                   ! UNSELECT THE TIP NODES
NUMMRG,NODE                         ! MERGE MIDSIDE NODES
NSEL,ALL                            ! SELECT ALL ELEMENTS
ESEL,ALL                            ! SELECT ALL ELEMENTS
/GOPR
*END

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