基于ABAQUS的熱權(quán)函數(shù)法分析技術(shù)研究.pdf

1、應(yīng)力強(qiáng)度因子(Stress Intensity Factor)是反映彈性裂紋體尖端應(yīng)力場強(qiáng)弱的物理量，由于應(yīng)力在裂紋尖端有奇異性，而應(yīng)力強(qiáng)度因子為有限值，可作為表征材料斷裂的重要參量。
　　裂紋體的權(quán)函數(shù)只與幾何構(gòu)造、邊界條件相關(guān)，而與所施加的外載荷條件無關(guān)。對于熱沖擊工況問題，本論文中所研究的熱權(quán)函數(shù)(TWF)也只與模型的幾何及邊界有關(guān)，與熱載荷無關(guān)，很適合用于計(jì)算在熱沖擊過程中隨時間變化的裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子(SIF)的變化過

2、程。該過程需要利用結(jié)構(gòu)體的熱權(quán)函數(shù)與瞬態(tài)溫度場Θ(P,τ）乘積的積分，而不需要進(jìn)行隨時間變化的瞬態(tài)溫度場下的每個時刻的有限元分析。
　　本論文研究基于ABAQUS有限元程序，對熱權(quán)函數(shù)法計(jì)算SIF的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了研究，實(shí)現(xiàn)了瞬態(tài)溫度場作用下單純Ⅰ型和Ⅰ、Ⅱ復(fù)合型裂紋尖端SIF的計(jì)算。
　　首先，對熱權(quán)函數(shù)法的理論推導(dǎo)及有限元計(jì)算格式進(jìn)行分析，確定了在Abaqus程序下所需要進(jìn)行的有限元分析類型以及相關(guān)數(shù)據(jù)的輸出。
　　

3、然后，對Abaqus二次開發(fā)的腳本程序進(jìn)行研究。通過Python腳本實(shí)現(xiàn)分析程序的創(chuàng)建、修改、運(yùn)行，通過Fortran程序?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)讀取，實(shí)現(xiàn)了基于熱權(quán)函數(shù)法的應(yīng)力強(qiáng)度因子的計(jì)算，開發(fā)出了針對單純Ⅰ型及Ⅰ、Ⅱ復(fù)合型裂紋模型應(yīng)力強(qiáng)度因子的程序。
　　最后，通過機(jī)械載荷及熱沖擊工況，對熱權(quán)函數(shù)法的計(jì)算程序進(jìn)行驗(yàn)證，并與采用熱彈性力學(xué)法所得的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對照。結(jié)果顯示:基于Abaqus熱權(quán)函數(shù)法求解應(yīng)力強(qiáng)度因子的程序的有效性，以及較好的