金属延性裂纹扩展过程的有限元模拟

摘要

基于Von Mise 强度准则，对ABAQUS 进行二次开发，发展了金属延性裂纹扩展过程的自动有限元模拟技术。利用该模拟技术，模拟了紧凑拉伸试样、三点弯曲试样和双孔平板试样的延性裂纹扩展过程，并讨论了加载工况、网格密度和材料特性对其断裂特性的影响，同时进行了合理性比较。结果表明：本文发展的延性裂纹扩展有限元模拟技术能够合理描述金属的二维延性裂纹扩展过程，并有效预测其裂纹扩展路径；网格细化到一定程度后，网格密度对裂纹扩展路径预测结果的影响很小，而材料特性对裂纹扩展路径的预测结果影响较大，因此选择合适的网格密度和材料模型十分关键。研究结果为开展大型复杂构件的延性裂纹扩展行为模拟提供了有效的技术手段，同时也为进一步完善弹塑性断裂理论提供了参考。