一种基于有限元软件的孔边三维裂纹建模方法

摘要

本发明公开了基于有限元软件的孔边三维裂纹建模方法，包括以下步骤：A1、生成裂纹体；A2、生成裂纹面；A3、扫略网格：先将裂纹体的外表面进行面网格划分，并定义外表面裂纹尖端的奇异性，然后将划分好的面网格按照裂纹尖端线的方向进行扫略，即可将整个裂纹体的网格划分完毕。本发明应用的建模方法如建立实体、体积交叠、网格扫略等均为通用方法，在大部分商用有限元软件均可使用，在实际操作中通用性很强；本发明的整套建模思路可以在平面结构、曲面结构、组合结构等多种结构类型下，建立圆孔、方孔、锪窝孔等等各类孔的孔边三维穿透裂纹，在应用领域上通用性强。

主权项

一种基于有限元软件的孔边三维裂纹建模方法，其特征在于，包括以下步骤：A1、生成裂纹体；生成裂纹体的目的是将整个实体模型进行分割，把裂纹附近的局部结构从整体结构中区分出来；不含裂纹的整体结构称为结构体，裂纹附近的局部结构称为裂纹体，裂纹体由两排子块构成，各个子块是构造裂纹面和裂纹尖端的基础，裂纹体镶嵌在结构体内；对于通孔，单侧裂纹裂纹体需要4个子块，双侧裂纹裂纹体需要8个子块；对于变截面孔，单侧裂纹裂纹体需要6个子块，双侧裂纹裂纹体需要10个子块；建立两排穿过实体模型的长方体，运用布尔运算将长方体与实体模型进行体积交叠，通过体积交叠运算，体块和实体模型间沿彼此的相交面被分割，再将实体模型以外的体块删除，使保留的部分与原有实体模型外观和尺寸相同，即可得到裂纹体与结构体；A2、生成裂纹面：先将相邻两子块中的一个进行复制，再删掉复制前的子块，这样，两个有共用平面的子块变为了两个相互独立子块，之前的公用平面变为了两个位置重合的独立平面；而后，合并除裂纹起裂点外其他相同位置的点，保证了只有裂纹面可以张开，且仅有一个裂纹尖端；A3、扫略网格：先将裂纹体的外表面进行面网格划分，并定义外表面裂纹尖端的奇异性，然后将划分好的面网格按照裂纹尖端线的方向进行扫略，即可将整个裂纹体的网格划分完毕。