Моделирование процесса разрушения

[Romeo 1]

Добрый день!

Подскажите пожалуйста, существуют на сегодняшний день программные продукты которые позволяют моделировать процесс разрушения? Следить за траекторией продвижения трещины и т.д.?

Заранее благодарен!

[Islander 2]

Странный вопрос для человека, с таким богатым перечнем программных продуктов в профиле... ИМХО.

[Борман 2 397]

Странный вопрос для человека, с таким богатым перечнем программных продуктов в профиле... ИМХО.

Я думаю, что речь идет именно о ПРАВИЛЬНОМ моделировании, а не о просто моделировании. Разумеется, описание процесса роста трещины это исключительно сложная вещь. Кажется для данного процесса в настоящее время даже нет полноценной тероии.

[a_schelyaev 371]

Добрый день!

Подскажите пожалуйста, существуют на сегодняшний день программные продукты которые позволяют моделировать процесс разрушения? Следить за траекторией продвижения трещины и т.д.?

Заранее благодарен!

В Abaqus есть такая штука VCCT - родился в Боинге и теперь эксклюзивно представлен в Abaqus.

Основная ниша - открытие и закрытие трещин в композитах, но возможно и по металлу работает.

Наши хлопцi сами для себя баловались - трещину распространяли.

[Форумный боец 1]

трещину распространяли

многие этим не брезгуют. в ansys я подобное видел.

[a_schelyaev 371]

Я верил!

Я знал, что мы не одиноки.

:)

[Islander 2]

Я верил!

Я знал, что мы не одиноки.

:)

Аллилуйя!!!

:)

[a_schelyaev 371]

Но умные дядьки тут у нас в отделе прочности утверждают, что в ансисе это все детский сад. И что только батька Абакус силен и могущщщ...

:)

[romanoff 0]

Вот <noindex>здесь</noindex> описано, как моделируется разрушение в LS-DYNA.

[a_schelyaev 371]

Судя по всему разговор идет об зоне потери устойчивости или там именно разрушение материала?

Вот в Абакусе там все просто - явной решалкой посчитал, потом в невную кинул без лишних телодвижений, если не порвало под нагрузкой, то потом на основе прочностного расчета запускаешь VCCT и считаешь трещинки.

[Форумный боец 1]

Но умные дядьки тут у нас в отделе прочности утверждают, что в ансисе это все детский сад. И что только батька Абакус силен и могущщщ...

:)

так дядьки из отдела прочности "тут у нас" всегда умные и на своем стоят ;)

а дальше как в анекдоте - настой получился крепкий, но мутноватый

[Борман 2 397]

Предлагаю закончить пустой треп, и представить конкретные примеры решения задачи разрушения всем тем, у кого "богатые" перечни.

[AlexKL 35]

На сколько знаю, в MSC/Fatigue что-то есть по трещинам, но не уверен что это именно разрушение в явном виде. В 2006 году на MSC-шной конференции был доклад по расчету трещины в Nastran (или Marc точно не помню) - там моделировали на уровне зерён металла. Доклад должен быть на сайте московсоко представительства.

[a_schelyaev 371]

Предлагаю закончить пустой треп, и представить конкретные примеры решения задачи разрушения всем тем, у кого "богатые" перечни.

Да! Возьмите ножи и разберитесь как мужчины!

[Romeo 1]

Может быть действительно для изучения траектории распространения трещины нет хорошей теории! Но существуют такие критерии разрушения как: коэффициент интенсивности напряжений, J-интеграл и т.д.! Но формулы очень сложные и данные необходимые для расчета этих значений трудной найти и так далее!

Может быть кто-нибудь по-крестьянски, просто объяснит, какова же физика этих формул?

На мой взгляд, мне необходимо впринципе, знать место, где начнется разрушение и куда (в какую сторону) пойдет эта трещина. Отвечают ли вышеперечисленные критерии на мои вопросы? Или мои вопросы неверны???

Вот это очень интересно Abaqus + VCCT!!! Я к сожалению не знаком с этой программой!Если есть какие-то материалы буду благодарен!

Может быть возможно выложить конечную картинку распространенной трещинки!!!

В Ansys видел пример по распространению трещины, но там был написан макрос!

Занимается ли кто разработкой макросов, программ для моделирования процесса распространения трещины?

[Борман 2 397]

Может быть действительно для изучения траектории распространения трещины нет хорошей теории! Но существуют такие критерии разрушения как: коэффициент интенсивности напряжений, J-интеграл и т.д.! Но формулы очень сложные и данные необходимые для расчета этих значений трудной найти и так далее!

Может быть кто-нибудь по-крестьянски, просто объяснит, какова же физика этих формул?

На мой взгляд, мне необходимо впринципе, знать место, где начнется разрушение и куда (в какую сторону) пойдет эта трещина. Отвечают ли вышеперечисленные критерии на мои вопросы? Или мои вопросы неверны???

Изложу свои скудные знания по вопросу образования (роста) трещин...

1. Трещины в (относительно) хрупких материалах. Понятное дело, тут ни о какой усталости речь не идет. Для описания развития таких трещин используется J-интеграл. Насколько я помню, это интеграл по замкнутому контуру от берега до берега имеющейся трещины. Смысл этого интеграла - энергия, накопленная на кончике трещины. Как только эта энергия достигает какого-то порога J*, то начитается последующее распространение трещины (обычно со скоростью звука в материале). Тут речь идет о материалах типа стекло, хрупкая пластмасса и т.п. Формулу не помню.

2. Трещины в металлах. Проблема в решении задачи роста трещины в металле - сингулярность по напряжениям (в упругой постановке) на кончике трещины. Разумеется порядок и коэффициет при этой особенности разные для различного рода трещин, и разумеется в игру вступает пластика. На этом этапе и появляется коэффициент интенсивности напряжений (См. тут "Справочник по коэффициентам интенсивности напряжений в 2-х томах"

Автор: Мураками Ю.). Смысл этого коеффициента - главный (сингулярный) член ряда (речь идет о ряде в виде которого может быть получено аналитическое решение распределения напряжений у кончика трещины в пластике). Это величина вполне определенная для отдельного вида НДС и трещины. Далее опять-таки сравнивается с K*. Однако развитие трещины происходит , если угодно, ступенчато, ибо при каждом приросте трещины роисходит перераспределние напряжений со всеми вытекающими.

3. Зарождение трещины при усталости. Вообще это тонкий вопрос, изложу одну из теорий. При циклическом нагружении в зернах металла начинается движение дислокаций. Их движение полностью определяется плоскостями скольжения в зерне. Рано или поздно дислокации выходят на границу зерна = появление микропластической деформации на межзеренных границах. Данная деформация накапливается на межзереннной границе, увеличивая, тем самым, плотность запасенной энергии между зернами. Как только величина деформации (энергии) достигает какого-то предела - зарождается мкротрещина.

4. Развитие трещины при усталости. См. 3. Этот процесс происходит на многих межзеренных границах. Слияние таких микротрещин приводит к появлению трещины (все еще очень маленькой), размеры которой составляют порядка 7-10 размеров зерна металла. Аналогичным образом происходит процесс ветвления готовой трещины.

Вообще все параметры, необходимые для описания роста трещин исключительно труднодоступны. Зачастую они связаны с серьезным анализом кристаллической решетки. К тому же различная ориентация зерен в металле, хаотичная взаимная ориентация плоскостей скольжения зерна, наличие различного рода поверхностной обработки и т.п. переводят задачу о зарождении трещины в вероятностную область.

Мой Вам совет - не связывайтесь с этим...

[Форумный боец 1]

Может быть действительно для изучения траектории распространения трещины нет хорошей теории!

есть силовой и энергетический критерий. есть формула для скорости роста трещины через соответствующие кин. есть формула для угла (направление прироста/"проростания" трещины) через все кин"ы.

можно организовать принципиально простой цикл: вычисление кин, определение угла, определение скорости роста, перестроение геометрии с учетом прироста за цикл и все по новой. в итоге получится кусочно-прямолинейная трещина.

[a_schelyaev 371]

На мой взгляд, мне необходимо впринципе, знать место, где начнется разрушение и куда (в какую сторону) пойдет эта трещина. Отвечают ли вышеперечисленные критерии на мои вопросы? Или мои вопросы неверны???

Я могу ошибаться, но вроде точка начала распространения трещины задается. Еще раз - могу ошибаться.

Тут лучше со спецами в этой области пообщаться

Вот это очень интересно Abaqus + VCCT!!! Я к сожалению не знаком с этой программой!Если есть какие-то материалы буду благодарен!

Может быть возможно выложить конечную картинку распространенной трещинки!!!

В Ansys видел пример по распространению трещины, но там был написан макрос!

Звоните нашим прочнистам в ТЕСИС - к Рыжову Сергею Андреевичу - если что и есть, то только у него.

[IGOR_S 0]

И все же, я считаю вопрос о постановке задачи по моделированию процесса роста и развития трещины на компьютере не вполне корректным. Вы что хотите моделировать? Зарождение трещин при пластиической деформации (т.е. в процессе обработки металлов давлением) при превышении критической степени деформации?

Если Вы об этом, то это, как мне кажется, не имеет смысла без исследований РЕАЛЬНОГО (конкретного) материала, так как это связано с увеличением плотности дислокаций и с их барьерным скоплением. Мне кажется, что ценность такого моделирования сильно упадет. Здесь нужны большие экспериментальные исследования.

[a_schelyaev 371]

Если разговор об моделировании штамповки, то тут нужно брать специализированные инструменты - Deform.

Там вплоть до уровня работы с микроструктурой материала эффекты учитываются, насколько я знаю.