XFEM实现裂纹扩展

ABAQUS平台的扩展有限元方法模拟裂纹实现

ABAQUS平台的扩展有限元方法模拟裂纹实现 1.1 扩展有限元方法（XFEM）在ABAQUS上的实现 ABAQUS中XFEM的实现，两个步骤最为关键： 1、选择模型中可能出现的裂纹区域，将其单元设为具有扩展有限元性质的enrichment element. 2、其次重要的是选择恰当的破坏准则，使单元在达到给定的条件破坏，裂纹扩展。在ABAQUS中模拟裂纹扩展的操作中，需要注意的是： 1、在Property模块，添加损伤演化参数、破坏法则、损伤稳定性参数 2、在Interaction模块，主菜单Special中创建XFEM的enrichment element 对于固定的裂纹模型，采用ABAQUS/STANDARD中使用奇异渐进函数。针对移动的裂纹问题，在XFEM中，有一种方法基于traction-separation cohesive behavior，即使用虚拟节点连续片段法进行移动裂纹建模，ABAQUS/STANDAR D 中用于计算脆性或韧性材料的裂纹初始化和扩展过程的模拟。另外一种cohesive segments method (粘性片段方法)可用于bulk material中的任意路径的裂纹初始化模拟扩展过程，由于裂纹扩展不依赖于单元边界，在XFEM中，裂纹每扩展一次需要通过一个完整单元，避免尖端应力奇异性。除此之外，ABAQUS为拥护提供了自定义子程序，来满足不同建模的需要。ABAQUS/STANDARD中的任意力学本构模型均可用来模拟扩展裂纹的力学特性。由于XFEM采用的形函数在求解过程中，很容易造成逼近线性相关，极大的增加了收敛难度，到目前为止，能够实现扩展有限元的商业软件只有ABAQUS，但是ABAQUS为了减少求解难度，做了大量简化，因此用ABAQUS 扩展有限元模拟裂纹扩展时，有一些局限[16]： 1.扩展单元内不能同时存在两条裂纹，所以ABAQUS不能模拟分叉裂纹； 2.在裂纹扩展分析过程中，每一个增量步的裂纹转角不允许超过90度； 3.自适应的网格是不被支持的； 4.固定裂纹中，只有各向同性材料的裂纹尖端渐进场才被考虑。 1.2 数值算例

楼面裂缝防治方案样本

东唐影视制作产业园楼板裂缝防治专项施工方案青岛海川建设集团有限公司 5月28日现浇楼板裂缝防治专项施工方案一、编制依据 ( 1) 现行的国家建筑工程有关法律、法规、规范、规程、施工

工艺、质量验收标准、标准图集。 ( 2) GB/T19002- 《质量、环境、职业健康安全一体化管理体系》项目管理手册、程序文件 ( 3) 现浇混凝土楼板裂缝防治若干措施—青建管质字( ) 85号。 ( 4) 《混凝土结构工程施工及验收规范》 ( 5) 《砼配合比设计规程》 ( 6) 《高层砼结构技术规程》 ( 7) 《建筑施工手册》二、工程概况本工程位于青岛市高新区和融路与火炬路交叉口。本工程为1#办公楼为7层公建, 建筑面积3751.78平方米, 2#制作车间为4层厂房, 建筑面积7170.82平方米, 3#特效车间为1层厂房, 地上建筑总面积14588.77平方米。建筑用地形状规整, 场区内部地势存在微地形, 总体呈中间高端头低的走势。现根据相关文献资料, 工程施工过程中出现的砼楼板裂缝情况, 浅述现浇砼楼面裂缝的分析和防治措施。三、楼板裂缝的形式出现裂缝最多的楼板跨中的通长裂缝, 负弯矩钢筋端头处的裂缝以及一些其它部位的裂缝, 裂缝宽度一般在0.3mm以内, 灌水可渗至下层, 裂缝经荷载试验基本满足设计要求。四、裂缝原因分析结构裂缝产生的原因很复杂, 根据有关资料介绍, 引起裂缝有两大类原因, 一种由外荷载( 如静、动荷载) 的直接应力和结构次应力引起的裂缝, 其机率约20％; 另一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变

和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝, 其机率约80％。楼板裂缝产生与材料、设计、施工有关, 现作进一步的分析, 具体如下: 4.1混凝土收缩引起的裂缝引起裂缝的首要原因是混凝土的收缩。混凝土在硬化过程中, 由于水分蒸发, 体积逐渐缩小, 产生收缩, 而板的四周由于受到支座的约束, 不能自由伸展, 而当混凝土的收缩引起的约束应力超过一定程度时, 必然引起现浇板的开裂, 开裂的部位往往产生在应力相对集中的地方, 因此板的裂缝绝大多数产生在板角处, 其走向与板的对角线垂直。因水泥具有快硬、高强、水化热大的特点, 再加上混凝土浇捣后又未及时浇水养护, 混凝土在较高温度下失水收缩, 水化热释放量较大, 而又未及时得到水分的补充, 因而在硬化过程中, 现浇板受到支座的约束, 势必产生应力而出现裂缝, 这些裂缝也首先产生在较薄弱的部位, 即板角处。 4.2设计及环境因素引起的裂缝现浇楼板的施工缝, 一般都是设置在跨中1/3处范围内。这一部位剪力虽然最小, 但弯矩最大。且在这一区域多有预埋电器管线, 是一个较薄弱部位。再加上混凝土板体表大, 易收缩, 施工缝处理不当, 造成沿施工缝出现的楼板裂缝。楼板角部未设计放斜筋, 当角部弯矩较大时出现角部裂缝。当楼板中埋置直径较大的水电管时, 特别管子交叉重叠时, 造成楼板局部混凝土厚度太小, 很容易出现裂缝。 4.3 施工因素引起的裂缝混凝土配合比不正确; 混凝土浇捣时振捣不密实, 收光时间过早或

基于ANSYS有限元软件裂纹扩展模拟

万方数据

５６基于ＡＮＳＹＳ有限元软件裂纹扩展模拟【鬈Ｉ２子模型有限几删韬幽（ｐｌａｎｅ８２），如图１所示。模型中裂纹长度为１０ｍｍ，几何尺寸如图２所示。材料的弹性模量在２．０１７×１０５ＭＰａ上下变化，泊松比为ｏ．３。顶端从侧端的一端起在长度为２０ｍｍ的线上承受一２００Ｎ／ｍｍ的压力。侧端从距裂纹处１０ｍｍ开始在长度为２０ｎｌｍ的线上承受ｌｏｏＮ／ｍｍ的压力。这只是其中某一种状态，可以根据构件的实际受力状况，改变子模型的边界条件和受匝墨巫巫匦圃Ｉ得到应变能仞始值【，ｏ ’ 图３ＡＮｓＹｓ二次ｔＨ：发模拟流程力状况。３ＡＮＳＹＳ二次开发程序基本思路和模拟结果用上述的八ＮｓＹＳ二次开发的源程序对图１所示的子模型结构的疲劳裂纹扩展进行模拟，模拟流程见图３。由于模拟构件疲劳裂纹扩展从开始到失稳，裂纹扩展长度大，因而程序运行时间长。为此笔者只模拟了五步，模拟的结果见表１和图４。图４中的粗黑线为裂纹扩展路径。表１疲劳裂纹扩展模拟所得的路径参数（ａ）模拟一步裂纹扩展路径（ｂ）模拟二步裂纹扩展路径（ｃ）模拟三步裂纹扩展路径　万方数据

《化工装备技术》第２７卷第１期２００６年５７（ｄ）模拟四步裂纹扩展路径【ｅ）模拟止步裂纹扩展路径剧４订限厄模拟的裂纹扩展路径（ａ）一步裂纹扩展竖Ａ疗向的应力云图（ｂ，二步裂纹扩腱竖Ａ方ｆ川的臆力西矧（ｃ）三步裂纹扩展悭直方向的应力云图（ｄ）四步裂纹扩展竖＾力‘向的应ＪＪ云图（ｅ）五步裂纹扩展竖直方向的应力云图图５模拟裂纹扩展过程巾竖直方向的应力云图４结束语ＡＮＳＹＳ软件是一个功能非常强大的有限元计算软件，其本身又是一个开放型软件，可以进行二次开发。利用最大能量释放率作为判断方向基准，笔者对ＡＮＳＹＳ进行二次开发，能动态地描述２Ｄ构件在复合加载状况下疲劳裂纹的扩展路径。对ＡＮｓＹｓ软件进行二次开发来模拟疲劳裂纹的扩展迄今未见报道。本文通过对２Ｄ构件疲劳裂纹扩展路径的模拟，为下一步３Ｄ构件的模拟打下了好的基础。参考文献１Ｗ０１ｆｇａｎｇＢｒｏｃｋｓ．Ｎｕｍ时ｉｃａＩｉｎｖｅｓ“ｇａｔｌｏｎｓｏｎｔｈｅｓｉｇｎｉｆｉ～ｃａｎｃｅｏｆＪｆｏｒｌａｒｇｅｓｔａｂｌｅｃｒａｄ‘ｇｒｏｗｔｈ．Ｅ“ｇｉｎｅｅｒｉ“ｇＦｒａｃ～ｔｕｒｅＭｅｃｈ．１９８９，３２：４５９～４６８２杨庆生，杨卫．断裂过程的有限元模拟．计算力学学报，１９９７，１４（４）：４０７４１２３ＨｅｌｌｅｎＴ．０ｎｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｖｉｒｔｕａｌｃｒａｃｋｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ．ＩｎｔＪＮｕｍＭｅｔｈＥｎｇｎ，１９７５（９）：１８７—２０７４傅祥炯，周岳泉．何字廷．疲劳裂纹扩展全寿命模型．第八届全国断裂学术会议论文集，１９９６：１５５～２５２５０１１ｔｈｅｅｎｅ。ｇｙｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅａｎｄｔｈｅＪ—ｉｎｔ。ｇｒａｌｆｏｒ３一Ｄｃｒａｃｋｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｌｌｓ．ＩｎｔＪｏｕｒｎｏｆＦｒａｃｔｕｒｅ．１９８２，ｌ９：１８３～１９３６ＣｌａｙｄｏｎＰＷ．ＭａｘｉｍｕｍｅｎｅｒｇｖｒｅｌｅａｓｅｒａｔｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｆｒｏｍａｇｅｎｅｒａＩｉｚｅｄ３Ｄｖｉｒｔｕａｌｃｒａｃｋｅｘｔｅｎｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｅｎ～ｇｉｎｅｅ““ｇＦｒａｃｔｕｒｅＭｅｃｈａｎｉｃｓ，１９９２，４２（６）：９６ｌ～９６９７ＴｉｍｂｒｅｌｌＣ．ｅｔａ１．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｃｒａｃｋｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｉｎｒｕｂ～ｂｅｒ．ＴｈｉｒｄＥｕｒｏＤｅａｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｎＣｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅＭｏｄｅｌｓｆｏｒＲｕｂｂｅｒ．１５１７ＳｅＤｔｅｍｂｅｒ２００３Ｌｏｎｄｏｎ，ＵＫ．（收稿日期：２００５一０７—２８）　万方数据

断裂力学习题

断裂力学习题一、问答题 1、什么是裂纹？ 2、试述线弹性断裂力学的平面问题的解题思路。 3、断裂力学的任务是什么？ 4、试述可用于处理线弹性条件下裂纹体的断裂力学问题两种方法： 5、试述I型裂纹双向拉伸问题中的边界条件，如何根据该边界条件确定一复变函数，并由此构成应力函数，最后写出问题的解。b5E2RGbCAP 6、什么是应力场强度因子K1？什么是材料的断裂韧度K1C？对比单向拉伸条件下的应力及断裂强度极限b，，说明K1与K1C的区别与联系？p1EanqFDPw 7、在什么条件下应力强度因子K的计算可以用叠加原理 8、试说明为什么裂纹顶端的塑性区尺寸平面应变状态比平面应力状态小？ 9、试说明应力松驰对裂纹顶端塑性区尺寸有何影响。 10、K准则可以解决哪些问题？ 11、何谓应力强度因子断裂准则？线弹性断裂力学的断裂准则与材料力学的强度条件有何不同？ 12、确定K的常用方法有哪些？ 13、什么叫裂纹扩展能量释放率？什么叫裂纹扩展阻力？ 14、从裂纹扩展过程中的能量变化关系说明裂纹处于不稳定平衡的条件是什么？ 15、什么是格里菲斯裂纹？试述格氏理论。

16、奥罗万是如何对格里菲斯理论进行修正的？ 17、裂纹对材料强度有何影响？ 18、裂纹按其力学特征可分为哪几类？试分别述其受力特征 19、什么叫塑性功率？ 20什么是G准则？ 21、线弹性断裂力学的适用范围。 22、“小范围屈服”指的是什么情况？线弹性断裂力学的理论公式能否应用？如何应用？ 23、什么是Airry应力函数？什么是韦斯特加德

T梁裂缝处理方案

息烽县团圆山环线道路建设项目T梁裂缝处理方案批准：审核：编制：

中国十七冶集团息烽县团圆山环线道路建设项目经理部桥梁一队 2017年8月 T梁裂缝处理方案一、T梁裂缝概述预应力混凝土T 梁桥是我国应用数量最广泛的一种桥型，在我国公路建设中起到了极其重要的作用，普及面大、地域广阔、数量庞大。随着交通运输的迅速发展，我国公路上有数量众多的预应力混凝土T 梁桥。虽然该种T 梁具有优良的使用性能以及耐久性，但近年来却不断发现腹板存在纵向裂缝、斜向裂缝及直向裂缝等病害。针对该种病害，对水头坝大桥、瓦窑大桥、金塘大桥T 梁腹板出现的纵向裂缝、斜向裂缝、直向裂缝及应对措施进行分析及处理。二、工程概况 1、水头坝大桥 1.1、水头坝大桥主要为横跨底寨河而设，地势起伏变化较大，两岸地势较平缓，坡脚约30°～35°，大桥附近坡面最大标高约990m，沟谷低洼处底面标高约为946m，相对高差48m，属中等切割的中低山溶蚀～侵蚀地貌。 1.2、水头坝大桥主要技术标准：

A、设计荷载：城市-A级； b、设计速度：60公里/小时； c、桥面宽度：3.5米（人行道）+12.25米（车行道）+0.5米（防撞护栏）+2.5米（中央分隔带）+0.5米（防撞护栏）+12.25米（车行道）+3.5米（人行道）=35米。 d、大桥上部结构：左右半幅布置均为7×30米先简支后连续预应力混凝土T梁结构，30米T梁140片； 2、瓦窑大桥 2.1、瓦窑大桥场区位于息烽县西山乡境内，桥区距县道X176约 1.9km，有乡村道路可抵达桥区附近，交通条件较好。桥址区地处云贵高原梯级斜坡地带，属中等切割的中低山溶蚀～侵蚀地貌。瓦窑大桥横跨一河谷，小里程侧斜坡较陡，坡角约39°～58°，大里程侧斜坡较缓，坡度约25°，大桥附件坡面最大标高约996m，沟谷低洼处底面标高约为952m，相对高差44m。 2.2、瓦窑大桥主要技术标准： a、设计荷载：城市-A级； b、设计速度：60公里/小时； c、桥面宽度：3.5米（人行道）+12.25米（车行道）+0.5米（防撞护栏）+2.5米（中央分隔带）+0.5米（防撞护栏）+12.25米（车行道）+3.5米（人行道）=35米。 d、瓦窑大桥上部结构:左右幅分别布置为4×40米先简支后结构连续预应力硷T梁结构，40米T梁56片;

裂纹扩展的扩展有限元(xfem)模拟实例详解

基于ABAQUS 扩展有限元的裂纹模拟化工过程机械622080706010 李建 1 引言 1.1 ABAQUS 断裂力学问题模拟方法在abaqus中求解断裂问题有两种方法（途径）：一种是基于经典断裂力学的模型；一种是基于损伤力学的模型。断裂力学模型就是基于线弹性断裂力学及其基础上发展的弹塑性断裂力学等。如果不考虑裂纹的扩展，abaqus可采用seam型裂纹来分析(也可以不建seam，如notch型裂纹)，这就是基于断裂力学的方法。这种方法可以计算裂纹的应力强度因子，J积分及T-应力等。损伤力学模型是指基于损伤力学发展而来的方法，单元在达到失效的条件后，刚度不断折减，并可能达到完全失效，最后形成断裂带。这两个模型是为解决不同的问题而提出来的，当然他们所处理的问题也有交叉的地方。 1.2 ABAQUS 裂纹扩展数值模拟方法考虑模拟裂纹扩展，目前abaqus有两种技术：一种是基于debond的技术（包括VCCT）；一种是基于cohesive技术。 debond即节点松绑，或者称为节点释放，当满足一定得释放条件后（COD 等，目前abaqus提供了5种断裂准则），节点释放即裂纹扩展，采用这种方法时也可以计算出围线积分。 cohesive有人把它译为粘聚区模型，或带屈曲模型，多用于模拟film、裂纹扩展及复合材料层间开裂等。cohesive模型属于损伤力学模型，最先由Barenblatt 引入，使用拉伸-张开法则（traction-separation law）来模拟原子晶格的减聚力。这样就避免了裂纹尖端的奇异性。Cohesive 模型与有限元方法结合首先被用于混凝土计算和模拟，后来也被引入金属及复合材料。Cohesive界面单元要服从cohesive 分离法则，法则范围可包括粘塑性、粘弹性、破裂、纤维断裂、动力学失效及循环载荷失效等行为。此外，从abaqus6.9版本开始还引入了扩展有限元法（XFEM），它既可以模拟静态裂纹，计算应力强度因子和J积分等参量，也可以模拟裂纹的开裂过程。被誉为最具有前途的裂纹数值模拟方法。本文将利用abaqus6.9版本中的扩展有限元法功能模拟常见的Ⅰ型裂纹的扩展。 2 Ⅰ型裂纹的扩展有限元分析本文针对断裂力学中的平面Ⅰ型裂纹扩展问题用abaqus中的扩展有限元方法进行数值模拟，获得了裂纹扩展的整个过程，裂尖单元的应力变化曲线，以及裂纹尖端塑性区的形状。在此基础上绘制裂纹扩展的能量历史曲线变化趋势图。

裂缝检测报告范本

XXXX空心板外观检测报告

目录一、项目概况 (1) 二、检测标准 (1) 三、检测方法 (2) 四、检测结果 (2) 4.1 裂缝测试结果 (2) 4.2 保护层厚度测试结果 (7) 4.3 混凝土强度测试结果 (10) 五、主要结论和建议 (10) 5.1 检测结论......................................................... 错误!未定义书签。 5.2 建议............................................................... 错误!未定义书签。附图I 桥梁检测照片.. (12)

XXXX空心板外观检测报告一、项目概况桥中心桩号xxxx，上部结构为4跨16m预应力混凝土空心板桥，下部结构为桩柱式桥墩和桥台，钻孔灌注桩基础。该桥老桥修建于2007年，本次改建工程中在其两侧各增加两块空心板进行加宽，其中老空心板桥设计等级为公路II 级，加宽空心板设计等级为公路I级。该桥施工完成后发现加宽空心板底板出现裂缝，受委托，我单位对该桥的裂缝情况进行现场检测。二、检测标准 ●《公路桥梁技术状况评定标准》（JTG/T H21-2011） ●《公路桥梁承载能力检测评定规程》（JTG/T J21-2011） ●《公路桥涵养护规范》（JTG H11-2004） ●《混凝土中钢筋检测技术规程》（JGJ/T 152-2008） ●《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344-2004) ●《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344-2004) ●《混凝土结构工程施工质量验收规》（GB50204-2002） ●《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23-2011）

基于ABAQUS的渐开线齿轮齿根裂纹扩展仿真

基于AＢＡＱUＳ的渐开线齿轮齿根裂纹扩展仿真

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基于ABＡQUＳ的渐开线齿轮齿根裂纹扩展仿真齿轮传动是机械传动中最重要、应用最广泛的一种传动。齿轮传动的主要优点有:传动效率高，工作可靠，寿命长，传动比准确，结构紧凑。齿轮传动的失效一般发生在轮齿上,通常有齿面损伤和齿轮折断两种形式。齿轮折断一般发生在齿根部位,包括疲劳折断和过载折断。为了提高齿轮的可靠性和使用寿命,有必要对齿轮根部的断裂现象进行研究。本文将从断裂力学角度出发,采用有限元的计算方法,研究齿根的断裂。 1 轮齿断裂分析应力强度因子是描述裂纹尖端的一个参数,它与载荷大小以及几何有关,共有３种断裂模型（图１),在任何应力下的裂尖应力场为 ?图1 断裂模型式中:r为距裂尖的距离；θ=arctan(x2/x1);KＩ为Ⅰ型(张开)裂纹应力强度因子；KⅡ为Ⅱ型（张开）应力强度因子。ＫⅢ为Ⅲ型(撕开)应力强度因子。对于二维裂纹,假定KⅡ为0。

裂纹扩展方向根据条件аσθθ/аθ＝0或者γγθ=0，得到为了计算二维情况下的积分，ABAQUＳ定义了围线围绕着裂尖由单元组成的环形域(图２)。图2 裂纹尖端环形域计算J积分时，围线外的节点处值为0，围线内的所有节点(裂纹扩展方向)的值为ｌ,但外层单元的中间点除外,这些节点根据在单元中的位置被置于0和１之间。裂纹扩展角度口可以参考裂纹平面计算，当裂纹扩展方向沿着初始裂纹方向时，θ＝0;当K1>0时,θ<0;当K1<0时,θ>0。裂纹扩展角度从q到n(图3)。

堵漏处理常用方法模板

一、地下室工程 1.侧墙、底板板面渗水原因： (1)混凝土施工质量差，存在微孔渗透； (2)防水涂层粘结不牢或损坏。堵漏措施： (1)将渗水部位清理干净，用水泥基防水涂料作堵渗处理。 (2)将渗水部位清理干净后，用水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料等配合纤维增强材料作堵渗处理。 2.地下室大面积严重漏水原因： (1)混凝土配合比及施工质量不良，存在灌通的孔洞； (2)由于各种原因使地下室出现裂缝； (3)防水涂层施工质量不好或防水涂层延伸性不够，而造成防水层拉裂。堵漏措施：除可采用壁内和壁后注浆，防水混凝土贴壁衬砌、水泥砂浆，挂网水泥砂浆抹面等方法外，也可采用防水涂料，先引流排水，然后填缝堵洞，杜绝渗漏。 3.变形缝、施工缝和新旧结构接头处渗漏原因： (1)混凝土质量不良，收缩过大，出现裂缝； (2)这些部位的细部防水处理方法欠妥善，如止水带安放位置不当，混凝土灌捣不够严实，嵌缝膏填塞不严等；

(3)密封材料及防水涂层延伸率不够，而被拉裂或脱离粘结面等。堵漏措施： (1)在漏水部位嵌填，粘贴或注入柔性或弹性防水材料； (2)在表面用弹性防水涂料(如聚氨酯防水涂料等)和纤维材料做增强防水层。 4.穿墙管和预埋管处渗漏水原因： (1)管子或套管安装不严密，周围出现裂缝和缝隙； (2)细部处理方法欠妥，管外壁及混凝土预留孔壁之间的密封材料填塞不严，外侧防水涂料加强层粘结不良等； (3)密封材料及防水涂层因延伸率不够，而被拉裂，或脱离粘结面。堵漏措施： (1)清理管外侧空间的嵌填密封材料或注浆，严密堵塞； (2)管与地下室壁面连接根部用弹性防水涂料配合纤维材料做增强防水层。二、楼层及厕浴、厨房间 1.板面及墙面渗水原因： (1)混凝土、砂浆施工质量不良，存在微孔渗透； (2)板面、隔墙出现轻微裂缝： (3)防水涂层施工质量不好或损坏。堵漏措施：

疲劳裂纹扩展

不锈钢30４Ｌ的疲劳裂纹扩展模拟Ｆeiｆei Fan, SｅrgiyＫａlnaus,Yanyao Jianｇ (美国内华达大学机械工程学院) 摘要 :一个基于最近发展的疲劳方法的实验用来预测不锈钢３04L的裂纹扩展。这种疲劳方法包括两个步骤：（１)材料的弹塑性有限元分析；（2）多轴疲劳标准在基于有限元分析的可输出的拉伸实验的裂纹萌生与扩展预测中的应用。这种有限元分析具有这样的特点:能够实现在先进循环塑性理论下扑捉材料在常幅加载条件下重要的循环塑性行为。这种疲劳方法是基于这样的理论:当累计疲劳损伤达到一个特定值时材料发生局部失效，而且这种理论同样适用于裂纹的萌生与扩展。所以，一组材料特性参数同时用来做裂纹的萌生与扩展预测，而所有的材料特性参数都是由平滑试样试验产生。这种疲劳方法适用于I型紧凑试样在不同应力比和两步高低加载顺序下等幅加载的裂纹扩展。结果显示，这种疲劳方法能够合理的模拟在试验上观察到的裂纹扩展行为，包括刻痕影响、应力比的影响和加载顺序的影响。另外,这种还方法能够模拟从刻痕到早期的裂纹扩展和疲劳全寿命，而且预测的结果和试验观察的结果吻合得很好。关键词:累计损伤；疲劳裂纹扩展;疲劳标准 1 .简介工程承压设备经常承受到循环加载,一般说来,疲劳过程有三个阶段组成:裂纹萌生和早期裂纹扩展、稳定裂纹扩展和最后的疲劳断裂。裂纹扩展速率dN da/通常被表示为重对数图尺在应力强度因素范围上的一个功能。在常幅加载下,不同应力比时稳定的裂纹扩展结果通常服从Ｐａｒiｓ公式和其修正公式。常幅疲劳加载下不同材料的行为不同。有些材料表现为应力比的影响：在相同应力比时,裂纹扩展速率曲线一致,但是,应力比增大时，裂纹扩展速率也增大。而其他金属材料没有表现出任何应力比的影响,而且在恒幅加载其裂纹扩展速率曲线在重对数图纸上重合。在变幅加载条件下疲劳裂纹扩展行为作为另一个课题已经研究了若干年了。过载和变幅加载的应用对疲劳裂纹扩展研究产生了重大的影响。对于大多数金属材料而言，上述加载方法的应用导致疲劳裂纹扩展速率减慢。基于线弹性断裂力学的理论,这种过渡行为经常使用应力强度因子和通过引入在稳定裂纹扩展状态下的Paris公式的修正

ANSYS LS-DYNA中裂纹模拟的几种办法

Ls-dyna中裂纹模拟的几种办法 1、*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE 首先必须把单元间共节点的节点离散，可以采用ls-prepost或femp实现。然后在通过matlab 或者其他语言编写小程序，对位于同一个位置的节点建立节点集，添加*CONSTRAINED_TIED_NODES_FAILURE关键字。采用此方法来实现裂纹模拟的缺点是前处理太麻烦。应用实例可参考白金泽《lsdyna3d基础理论与实例分析》。 2、mat_add_eroson 关于这个关键字本版内有很多讨论，可以搜索一下。需要注意的是，在lsdyna 971R4之前的版本中，这个材料模型所带的失效模式均只适用于单点积分的二维和三维实体单元。但是在R4之后的版本中，这个关键字有了很大的改进： 1、去除了单点积分的限制，同时还支持3维壳单元和厚壳单元中的type1和type2。 2、可以定义初始损伤值，增加了几种损伤模型，具体可以参考lsdyna 971R5版的关键字。 3、带有失效的材料模型有些材料模型本身就带有失效的，可以定义单元的失效来模拟裂纹的拓展。如*MAT_PLASTIC_KINEMA TIC等。如果某些材料模型不带失效模式，可以采用方法2，或者通过自定义材料本构来实现裂纹的模拟。 4、带有失效模型的接触或者用弹簧单元来模拟裂纹这个方法个人觉得有些牵强，但是在有些文献中也见过。在定义裂纹前必须已知可能出现裂纹的区域，通过带有失效模式的面对面的绑定接触CONTACT_TIED_SURFACE_TO_SURFACE_FAILURE或者用弹簧单元来模拟裂纹面。" j. y: ~6 S3 S5 z$ E3 U! ] 5、采用特殊的材料模型某些材料模型如*MAT_120（*MAT_GURSON），*MAT_120_JC（*MAT_GURSON_JC），*MAT_120_RCDC（*MAT_GURSON_RCDC），还有一些damage模型，如*MAT_96（*MAT_BRITTLE_DAMAGE）等，用损伤值来代替裂纹，通过观察损伤云图来判断裂纹的扩展。 6、EFG 和XFEM Cohesive 这两种方法是目前lsdyna重点发展的用来模拟裂纹扩展的方法。其中EFG方法适用于4节点积分的实体单元，XFEM只适用于2维平面应变单元和壳单元。这两种方法具体使用参考LS 971 R4 EFG User’sManual和XFEM User’s Manual。

沥青路面裂缝处理方案

路面裂缝处理方案为防止地表雨水浸入破坏路面，根据路面裂缝情况及结合前几天灌缝情况，对原方案进行了改进，制定了现裂缝处理方案。一，施工准备工作 1、机械配备（每工区班组）：双排座五十铃施工车一部，液化气灶一套，水壶一个，大号注射器2支，毛笔2支，钢丝刷2把，毛刷2把、橡胶锤2把、及其它小型机具。 2、材料配备：石灰岩石粉、乳化沥青或热沥青、贴缝带二，施工计划：2012年3月11日-2012年4月20日三，裂缝处理 1、裂缝清理：采用钢丝刷沿每条裂缝反复擦刷，擦刷后采用小刷子对缝内进行清扫。 2，灌缝（1），轻微裂缝（宽度＜5mm）处理, 用20ML注射器沿裂缝灌方向均匀注入乳化沥青，不少于三遍。第一遍乳化沥青必须均匀饱满，使其有足够的下渗量。第二遍间隔10-15分钟，重点对下渗较快的部位进行找补，直到不再下渗为止。第三遍间隔10-15分钟对整条缝进行再次灌缝。注意在注射乳化沥青时不要将其滴至裂缝外，若滴至裂缝外立即用海绵将其清

理干净，避免污染路面。然后匀撒一层2～5mm的干燥洁净米石，用轻型压路机碾压或橡胶锤捶击。贴上裁减好的专用贴缝带，用橡胶锤锤实。施工要点：灌注乳化沥青时，先沿缝注入乳化沥青，随后用刷子沿裂缝两侧各10cm，裂缝延伸端20cm涂刷乳化沥青，乳化沥青用量及米石洒布量通过试验确定。（2），宽度＞5mm裂缝 ①用40ml注射器沿裂缝从低处向高处均匀注入乳化沥青（如缝宽＞1CM采用普通热沥青），不少于三遍。第一遍乳化沥青必须均匀饱满，使其有足够的下渗量。第一遍不再下渗时，进行第二遍找补。待第二遍破乳后，进行第三遍注射间隔20-25分钟。注意在注射乳化沥青时不要将其滴至裂缝外，若滴至裂缝外立即用海绵将其清理干净，避免污染路面。 ②灌缝完毕，待乳化沥青破乳后沿缝洒一层石灰岩石粉，人工采用橡胶锤将其捣实，再用毛刷将周边清理干净。如有捣实不严人工进行找补。 ③贴上裂缝贴附热沥青灌缝现场图片

外墙裂缝处理方案

惠州白鹭湖山水休闲度假区中心区酒店工程外墙裂缝处理方案编制：审核：审批：中天建设集团第七建设公司二0一二年十月

目录 1、工程概况 (3) 2、外墙裂缝的主要特征： (3) 3、裂缝形成原因分析： (3) 4、处理方案选择： (3) 5、施工流程： (3) 6、质量保证及措施： (6) 7、工期进度保证措施： (7) 8、安全保证措施： (7)

1、工程概况惠州白鹭湖山水休闲度假区中心区酒店工程，地上七层，地下负一层，混凝土框架结构，标准层层高3.6米，部分外墙饰面为干挂石材，其余为外墙漆。在3-2轴至3-15轴与3-E轴至3-A轴区域，二至六层外墙饰面是外墙漆，出现严重裂缝。 2、外墙裂缝的主要特征裂缝大部分为水平缝，部分为斜裂缝，少量为不规则裂缝。裂缝出现部位：填充墙体与框架交接处裂缝出现的最多；墙体裂缝顶层和次层相对较多，裂缝宽度大部分在0.2～1mm之间。 3、裂缝形成原因分析混凝土梁底与填充墙顶结合处出现水平贯通裂缝，主要是因为填充墙顶与梁底结合不实，砌体干燥产生收缩，当环境温度变化时，即在交接处形成温度裂缝。使墙顶下沉，从而在梁底产生水平裂缝。对于框架结构填充墙，产生填充墙裂缝的主要原因有两个：一是温度变化，二是砌体干缩，以及二者共同作用产生的裂缝。 4、处理方案选择本工程裂缝，经对实体进行观察分析，决定采用重新挂网，分层抹灰，为了防止以后再开裂，增设风格缝的修补处理。操作简便，效果好。 5、施工流程 5.1、裂缝的处理措施流程

5.1.1．以裂缝为中线，将裂缝两边各500㎜的抹灰层剔除。剔除前应先用切割锯切两道相对整齐的缝，然后再用锤子配合钢钎将抹灰层轻轻的剔除。用切割锯切缝时必须注意，切缝的深度以不损坏填充墙为宜。剔除抹灰层时不应用力过猛，尽量减少对其他墙体的震动。 5.1.2．将剔出的墙体表面的粘接的砂浆块等全部清理干净，淋水湿润墙体。 5.1.3．剔除后，若发现梁底顶砖未顶到位，有墙体裂缝的，用切割锯把砖缝切宽50㎜，深50~100㎜的凹槽，或者v型槽，然后再用锤子配合钢钎将砖墙轻轻的剔除。冲洗干净后，用C20细石混凝土，坍落度100㎜进行填堵平墙体表面。 5.1.4．抹底层砂浆：在墙面湿润的情况下，先刷一遍掺10%的TG胶水泥浆（水灰比为0.4--0.5），随刷随打底；砂浆的配合比为１：2.5； 5.1.5．挂900宽的钢丝网，选用钢丝直径不小于1.2㎜，网眼尺寸为8-10㎜的钢丝网。钢丝网一定要钉平整，且紧贴底层灰，不得外露； 5.1.6．待底层灰七成干后抹面层砂浆，面层砂浆为１：３的水泥砂浆； 5.1.7．浇水养护不少于７d；经过以上方法处理完毕后，新旧抹灰之间的施工缝按照如下办法在处理： a．沿施工缝划出2-3㎜宽、深3-5㎜的凹槽； b．将凹槽内的灰尘清理干净，保证凹槽内的清洁。清理时不宜用水冲洗，最好用空气压缩机清理！ c．用与腻子颜色相近的耐候胶，用胶枪将凹槽封堵；

采用ANSYS仿真模拟软件建立三维混凝土试件实体裂纹扩展的模拟

采用ANSYS仿真模拟软件建立三维混凝土试件实体裂纹扩展的模拟1.进入ANSYS软件，输入命令流 finish /clear,start !(1)工作环境设置 /FILENAME,COLUMN !工作名称 /TITLE,FRACTURE OF COLUMN !图形显示标题 !(2)进入前处理器 /PREP7 !进入前处理器 !(3)定义单元类型 ET,1,SOLID45 !定义三维单元 !(4)定义材料参数 MP,EX,1,1.668E10 !弹性模量 MP,PRXY,1,0.3 !泊松比 !(5)建立剖面几何模型 BLOCK,-0.015,0.015,-0.025,0.025,-0.0005,0.0005, !建立一个长方体WPSTYLE,,,,,,,,1 wpro,,90.000000, !旋转工作平面 CSWPLA,100,1,1,1, !在工作平面位置建立局部坐标100，类型为柱坐标 FLST,3,1,6,ORDE,1 FITEM,3,1 VGEN, ,P51X, , , ,45, , , ,1 !旋转长方体 wpro,,-90.000000, !旋转回原工作平面 CYLIND,0.0015,0,-0.05,0.01,0,360 !建立小圆柱体 VSBA,2,1 VDELE,4,,,1 FLST,2,2,6,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,3 VADD,P51X CYLIND,0.025,0,-0.05,0.05,0,360 !建立大圆柱体 VSBV,1,2 MSHAPE,1,3D MSHKEY,0 !* CM,_Y,VOLU VSEL, , , , 3 CM,_Y1,VOLU CHKMSH,'VOLU' CMSEL,S,_Y !* VMESH,_Y1

(完整版)断裂力学试题

2007断裂力学考试试题 B 卷答案一、简答题（本大题共5小题，每小题6分，总计30分） 1、（1）数学分析法:复变函数法、积分变换；（2）近似计算法：边界配置法、有限元法；（3）实验标定法：柔度标定法；（4）实验应力分析法：光弹性法. 2、假定：（1）裂纹初始扩展沿着周向正应力θσ为最大的方向；（2）当这个方向上的周向正应力的最大值max ()θσ达到临界时,裂纹开始扩展. 3、应变能密度:r S W = ，其中S 为应变能密度因子，表示裂纹尖端附近应力场密度切的强弱程度。 4、当应力强度因子幅值小于某值时，裂纹不扩展，该值称为门槛值。 5、表观启裂韧度，条件启裂韧度，启裂韧度。二、推导题（本大题10分） D-B 模型为弹性化模型，带状塑性区为广大弹性区所包围，满足积分守恒的诸条件。积分路径：塑性区边界。 AB 上：平行于1x ，有s T dx ds dx σ===212,,0 BD 上：平行于1x ，有s T dx ds dx σ-===212,,0 5分 δ σσσσΓ s D A s D B s B A s BD A B i i v v v v dx x u T dx x u T ds x u T Wdx J =+=+-=??-??-=??-=???)()(1 122112212 5分三、计算题（本大题共3小题，每小题20分，总计60分） 1、利用叠加原理:微段→集中力qdx →dK = Ⅰ ?0 a K =?Ⅰ 10分 A

令cos cos x a a θθ==,cos dx a d θθ= ?111sin () 10 cos 22(cos a a a a a K d a θθθ--==Ⅰ 当整个表面受均布载荷时,1a a →. ?12()a a K -==Ⅰ 10分 2、边界条件是周期的: a. ,y x z σσσ→∞==. b.在所有裂纹内部应力为零.0,,22y a x a a b x a b =-<<-±<<±在区间内 0,0y xy στ== c.所有裂纹前端y σσ> 单个裂纹时 Z = 又Z 应为2b 的周期函数 ?sin z Z πσ= 10分采用新坐标:z a ξ=- ?sin ()a Z π σξ+= 当0ξ→时,sin ,cos 1222b b b π π π ξξξ== ?sin ()sin cos cos sin 22222a a a b b b b b π π π π π ξξξ+=+ cos sin 222a a b b b π π π ξ= + 222 2[sin ()]( )cos 2 cos sin (sin )2222222a a a a a b b b b b b b π π π π π π π ξξξ+=++

墙面开裂的补救措施范本

整体解决方案系列墙面开裂的补救措施（标准、完整、实用、可修改）

编号：FS-QG-53405墙面开裂的补救措施 Remedy for cracked wall 说明：为明确各负责人职责，充分调用工作积极性，使人员队伍与目标管理科学化、制度化、规范化，特此制定墙面开裂的补救措施墙体裂缝是常见的房屋质量问题之一，房屋裂缝的出现，轻则影响房屋的美观，严重的会影响整个房屋的结构承载力甚至有使房屋倒塌的危险。墙体中常见的裂缝主要分成以下二类，一是温度性裂缝，二是地基不均匀沉降引起的裂缝。温度性裂缝温度性裂缝是墙体中最常见的，这种裂缝常见于不同材料的交接处，如圈梁和砖砌体交接处的水平裂缝。一般材料都有热胀冷缩的性能，房屋结构由于周围温度变化引起变形，不同材料的膨胀系数不一样，导致产生温度性的裂缝。解决办法 (1)屋面没有保温隔热屋的增设保温隔热层。屋面板受阳光辐射吸收热量较多，增设空气隔热层或选用导热系数小，

保温性能优良材料作保温层能有效控制层面板的升温。层面板温度降低下，它与墙体的温差大大缩小，能有效防止顶层墙体裂缝。 (2)对已存在的温度性裂缝且不影响结构安全的，在其裂缝稳定后用砂浆堵抹即可。地基不均匀引起的裂缝而地基不均匀沉降引起的裂缝则是房屋在建成后，地基一般都会下沉。如果地基沉降不均匀，沉降大的部位与沉降小的部位发生相对位移，在墙体中产生剪力和拉力，当这种附加内力超过墙体本身的抗拉抗剪强度时，就会产生裂缝，且这些裂缝会随地基的不均匀沉降的增大而增大。解决办法 (1)当沉降裂缝发生后沉降发展较为缓慢且有减弱趋势时，应在裂缝稳定后对裂缝修复。修复一般用水泥砂浆，树脂砂浆填缝或水泥灌浆封闭保护的方法处理。 (2)当沉降裂缝发展较快且有加速趋势时，应采取临时支护措施，减小基础荷载，加固基础后修复。基础加固常用加大基础面积法，桩基础托换法以及注浆等改变土壤特性的

断裂力学答案

（（ = K I + K I(2) 1.简述断裂力学的发展历程（含3-5 个关键人物和主要贡献）。答：1）断裂力学的思想是由Griffith 在1920 年提出的。他首先提出将强度与裂纹长度定量地联系在一起。他对玻璃平板进行了大量的实验研究工作，提出了能量理论思想。（2）断裂力学作为一门科学，是从1948 年开始的。这一年Irwin 发表了他的第一篇经典文章“Fracture Dynamic（断裂动力学）”，研究了金属的断裂问题。这篇文章标志着断裂力学的诞生。（3）关于脆性断裂理论的重大突破仍归功于Irwin。他于1957 年提出了应力强度因子的概念，在此基础上形成了断裂韧性的概念，并建立起测量材料断裂韧性的实验技术。这样，作为断裂力学的最初分支——线弹性断裂力学就开始建立起来了。（4）1963 年，Wells 提出了裂纹张开位移（COD）的概念，并用于大范围屈服的情况。研究表明，在小范围屈服情况下COD 法与LEFM 是等效的。（5）1968 年，Rice 等人根据与路径无关的回路积分，提出了J 积分的概念。J 积分是一个定义明确、理论严密的应力应变参量，它的实验测定也比较简单可靠。 J 积分的提出，标志着弹塑性断裂力学基本框架形成。 2.断裂力学的定义，研究对象和主要任务。答：1）断裂力学的定义：断裂力学是一门工程学科，它定量地研究承载结构由于所含有的一条主裂纹发生扩展而产生失效的条件。（2）研究对象：断裂力学的研究对象是带有裂纹的承载结构。（3）主要任务：研究裂纹尖端附近应力应变分布，掌握裂纹在载荷作用下的扩展规律；了解带裂纹构件的承载能力，进而提出抗断设计的方法，保证构件安全工作。 3.什么是平面应力和平面应变状态，二者有什么特点？请举例说明之。答：（1）平面应力：薄板问题，只有xoy 平面内的三个应力分量σ x、σ y、τ xy； ε z ≠ 0，属三向应变状态。（2）平面应变：长坝问题，与oz 轴垂直的各横截面相同，载荷垂直于z 轴且沿z 轴方向无变化； ε z = 0， σ z ≠ 0，属三向应力状态；材料不易发生塑性变形，更具危险。 4.什么是应力强度因子的叠加原理，并证明之。掌握工程应用的方法。答：（1）应力强度因子的叠加原理：复杂载荷下的应力强度因子等于各单个载荷的应力强度因子之和。 (1) 在外载荷T2作用下，裂纹前端应力场为 σ2，则相应的应力强度因子为K I(2) = σ 2 π a 如果外载荷T1和T2联合作用，则裂纹前端应力场为 σ1+ σ2，则相应的应力强度因子为 K I = (σ 1 + σ 2 ) π a = σ 1 π a + σ 2 π a (1) 6.为什么裂纹尖端会发生应力松弛？如何对应力强度因子进行修正？答：裂纹尖端附近存在着小范围的塑性区（设塑性区是以裂纹尖端为圆心，半径为r0 的圆 π a 形区域），材料屈服后，多出来的应力将要松驰（即传递给r>r0 的区域），使r0 前方局部地区的应力升高，又导致这些地方发生屈服。即屈服导致应力松弛。 Irwin 提出了有效裂纹尺寸的概念a eff = a + r y对应力强度因子进行修正，在小范围条件下，

ABAQUS中Cohesive单元建模方法讲解

复合材料模型建模与分析 1. Cohesive单元建模方法 1.1 几何模型使用内聚力模型（cohesive zone）模拟裂纹的产生和扩展，需要在预计产生裂纹的区域加入cohesive层。建立cohesive层的方法主要有：方法一、建立完整的结构（如图1（a）所示），然后在上面切割出一个薄层来模拟cohesive 单元，用这种方法建立的cohesive单元与其他单元公用节点，并以此传递力和位移。方法二、分别建立cohesive层和其他结构部件的实体模型，通过“tie”绑定约束，使得cohesive单元两侧的单元位移和应力协调，如图1（b）所示。（a）cohesive单元与其他单元公用节点（b）独立的网格通过“tie”绑定图1.建模方法上述两种方法都可以用来模拟复合材料的分层失效，第一种方法划分网格比较复杂；第二种方法赋材料属性简单，划分网格也方便，但是装配及“tie”很繁琐；因此在实际建模中我们应根据实际结构选取较简单的方法。 1.2 材料属性应用cohesive单元模拟复合材料失效，包括两种模型：一种是基于traction-separation 描述；另一种是基于连续体描述。其中基于traction-separation描述的方法应用更加广泛。而在基于traction-separation描述的方法中，最常用的本构模型为图2所示的双线性本构模型。它给出了材料达到强度极限前的线弹性段和材料达到强度极限后的刚度线性降低软化阶段。注意图中纵坐标为应力，而横坐标为位移，因此线弹性段的斜率代表的实际是cohesive单元的刚度。曲线下的面积即为材料断裂时的能量释放率。因此在定义cohesive的力学性能时，实际就是要确定上述本构模型的具体形状：包括刚度、极限强度、以及临界断裂能量释放率，或者最终失效时单元的位移。常用的定义方法是给定上述参数中的前三项，也就确定了cohesive的本构模型。Cohesive单元可理解为一种准二维单元，可以将它看作被一个厚度隔开的两个面，这两个面分别和其他实体单元连接。Cohesive单元只考虑面外的力，包括法向的正应力以及XZ，YZ两个方向的剪应力。下文对cohesive单元的参数进行阐述，并介绍参数的选择方法。