基于ABAQUS和FRANC3D的铝合金裂纹扩展试验研究

摘要

本文以铝合金试样作为研究对象,采用有限元仿真软件ABAQUS与裂纹扩展软件FRANC3D相结合的方法,进行铝合金的疲劳裂纹扩展试验仿真。首先,通过疲劳裂纹扩展试验及光学显微镜的裂纹形貌研究,获得疲劳裂纹扩展次数及裂纹扩展形貌;其次在有限元仿真平台ABAQUS中建立试验静力学模型;最后基于裂纹扩展软件FRANC3D预制初始裂纹,采用奇异性网格划分,并采用最大周向力准则进行裂纹扩展仿真,以及借助Paris公式计算剩余寿命。结果发现:基于ABAQUS和FRANC3D的铝合金裂纹扩展试验仿真与现实裂纹扩展试验结果有很好的一致性;并通过计算应力强度因子判别此裂纹扩展为I型(张开型)裂纹,从而得到裂纹更清晰有效的演化过程。