Альтернативный метод расчета трещин.

[статист 608]

Добрый день, уважаемые участники форума.

В одной умной книжке по моей специфике работы (Douyle K. Integrated Optomechanical Analysis, 2002 г.) попалась заметка, что есть два способа расчета интенсивности напряжений с помощью МКЭ. А каким способом пользуетесь вы?

 

 

P.s. Насколько обоснован второй способ? Где про его обоснование можно прочитать?

[karachun 2 038]

@статист Вот буквально только что мне тоже стало интересно а как рассчитывают трещины классическим методом. До этого мне трещины особо не были нужны так что я только слышал о КИНах, J-интегралах, берегах трещин, полупространствах и прочем.

Так что задам встречный вопрос - а какую литературу посоветуете чтобы войти в курс дела? Теория, практическое применение в МКЭ. И вообще какие результаты мы здесь получаем и как их потом применяем.

[статист 608]

45 минут назад, karachun сказал:

Так что задам встречный вопрос - а какую литературу посоветуете чтобы войти в курс дела? Теория, практическое применение в МКЭ. И вообще какие результаты мы здесь получаем и как их потом применяем.

Я знаю только книги Морозова E.М. В том числе и по ансису 

Морозов Е.М. Ansys в руках инженера. Механика разрушения.

По теории: Пестриков В.М. Морозов Е.М. Механика разрушения твердых тел. Курс лекций.

Но вообще у него много книг по этому делу.

Еще есть двухтомник Мураками. Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений.

 

Но похвастаться практикой в МКЭ я не могу. Все к чему сводился у меня расчет: это расчет предельно допустимых напряжений для стекла. Трещины в МКЭ я не считал. Вот мне и самому стало интересно. Особенно как решаются эти задачи в том случае, когда специальных элементов у программы нет.

Ansys, Abaqus, Code_Aster я знаю может решать эти задачи на прямую, а с Nastran скорее всего нужен будет второй способ.

 

Думаю @Graf Kim все знает, он даже говорил на этом форуме, что Евгения Михайловича знает.

 

 

[forums.sis 46]

Много кто мне советовал вот эту книгу.

https://fex.net/s/drn8kyn

[статист 608]

16 часов назад, forums.sis сказал:

Много кто мне советовал вот эту книгу.

https://fex.net/s/drn8kyn

По усталости книги нужны. Спасибо!

Но тут скорее имеется ввиду Fracture mechanics, хотя темы смежные.

[forums.sis 46]

7 часов назад, статист сказал:

По усталости книги нужны. Спасибо!

Но тут скорее имеется ввиду Fracture mechanics, хотя темы смежные.

Наверно все таки надо смотреть ближе к damage tolerance, а не к fracture mechanics. 

 

Изменено 26 июня 2021 пользователем forums.sis

[Graf Kim 217]

25.06.2021 в 17:43, статист сказал:

Добрый день, уважаемые участники форума.

В одной умной книжке по моей специфике работы (Douyle K. Integrated Optomechanical Analysis, 2002 г.) попалась заметка, что есть два способа расчета интенсивности напряжений с помощью МКЭ. А каким способом пользуетесь вы?

 

 

P.s. Насколько обоснован второй способ? Где про его обоснование можно прочитать?

 

Ну по сути описаны обычные методы, известные нам из механики разрушения - аппроксимация напряжений с предварительным введением сингулярных элементов (суть - определение КИНа), и определение скорости высвобождения энергии в вершине трещины по контуру вокруг вершины (J-интеграл). Ну и что касается справедливости, в линейной механике разрушения доказывается эквивалентность критериев. Так что никакого отторжения у меня это не вызывает.

[статист 608]

5 минут назад, Graf Kim сказал:

 

Ну по сути описаны обычные методы, известные нам из механики разрушения - аппроксимация напряжений с предварительным введением сингулярных элементов (суть - определение КИНа), и определение скорости высвобождения энергии в вершине трещины по контуру вокруг вершины (J-интеграл). Ну и что касается справедливости, в линейной механике разрушения доказывается эквивалентность критериев. Так что никакого отторжения у меня это не вызывает.

@Graf Kim спасибо! То есть в пределах линейной механики разрушения обоснование есть. А нелинейная под большим вопросом? Еще вопрос не подскажите: во втором способе энергию деформации здесь какую берут: общую для всей конструкции или вычисляют по какому нибудь контуру через плотность?  Хочу понять границы применимости и проверить потом (когда научусь считать трещины в МКЭ )

[Graf Kim 217]

06.07.2021 в 10:10, статист сказал:

А нелинейная под большим вопросом?

С нелинейной да, вопросы. Там уже однозначного соответствия между КИНом и J-интегралом нет. Для интегрального критерия вводят "пластический" интеграл, но тут у меня в ОЗУ уже не храниться как там что. В Пестрикове/Морозове есть лекция на этот счёт.

 

06.07.2021 в 10:10, статист сказал:

Еще вопрос не подскажите: во втором способе энергию деформации здесь какую берут: общую для всей конструкции или вычисляют по какому нибудь контуру через плотность?

Там вычисляется по контуру, который замыкается на берега трещины. Процедура вычисления в ансисе автоматическая, поэтому математику я сам для этого не повторял. Вообще говоря от конкретного контура зависимости быть не должно, но помнится мне в МКЭ были какие-то нюансы. Надо было считать по нескольким контурам, добиваясь сходимости, ЕМНИП.

 

Извиняюсь за неконкретность. Многое уже не помню.

pestrikov_v_m_morozov_e_m_mehanika_razrusheniya_tverdyh_tel.djvu

[статист 608]

38 минут назад, Graf Kim сказал:

С нелинейной да, вопросы. Там уже однозначного соответствия между КИНом и J-интегралом нет. Для интегрального критерия вводят "пластический" интеграл, но тут у меня в ОЗУ уже не храниться как там что. В Пестрикове/Морозове есть лекция на этот счёт.

 

Там вычисляется по контуру, который замыкается на берега трещины. Процедура вычисления в ансисе автоматическая, поэтому математику я сам для этого не повторял. Вообще говоря от конкретного контура зависимости быть не должно, но помнится мне в МКЭ были какие-то нюансы. Надо было считать по нескольким контурам, добиваясь сходимости, ЕМНИП.

 

Извиняюсь за неконкретность. Многое уже не помню.

pestrikov_v_m_morozov_e_m_mehanika_razrusheniya_tverdyh_tel.djvu 2 \u041c\u0431 · 0 скачиваний

 

@Graf Kim Спасибо большое! Да, эта книжка у меня есть. А еще Партон, Морозов Буду разбираться и углубляться в вопросе дальше, если позволит время.

[dbarlam 184]

Господа , не знаю насколько полезной будет моя реплика.

Расчеты , о которых вы говорите (J- integral, Crack Growth) сегодня в существующих коммерческих кодах

- MSC.MARC , Abaqus , и пр. принято выполнять используя технику VCCT (Virtual Crack Closure Technique) 

Мне приходилось ее использовать . Техника осень проста , описана в литературе и широко используется. 

Если читаете на английском и есть желание могу поставить на сайт пару-тройку статей (первоисточников)

[статист 608]

1 час назад, dbarlam сказал:

Если читаете на английском и есть желание могу поставить на сайт пару-тройку статей (первоисточников)

Будьте так добры. Желание есть

[dbarlam 184]

Здесь несколько основополагающих работ по  теме

Если надо что-то еще - обращайтесь

A finite element calculation of stress intensity factors by a modified crack closure integral rybicki1977.pdf T.K. Hellen, The finite element calculations of stress intensity factors using energy techniques .pdf A stiffness derivative finite element technique for parks1974.pdf Energy release rate calculations by the finite element method delorenzi1985.pdf

[статист 608]

3 минуты назад, dbarlam сказал:

Здесь несколько основополагающих работ по  теме

Если надо что-то еще - обращайтесь

Большое спасибо!

[dbarlam 184]

Есть еще один метод - CZM 

прилепил еще кое-что

 

Investigation and Comparison of Cohesive Zone Models for Crack Propagation.pdf CZM and VCCT Intro Basics .pdf MSC_Webinar_Composite_Damage_Cohesive_VCCT_Parnell_100422b.pdf