基于FRANC-3D的7075铝合金裂纹扩展仿真分析 被引量：4

1

作者 吴中怀 吴运新 +1 位作者 袁海洋 龚海 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2012年第8期9-11,15,共4页

研究了7075合金在使用过程中的裂纹失效问题,利用三维裂纹扩展软件FRANC3D对该材料构件进行计算仿真,通过改变边界条件以及初始裂纹位置,得到不同条件下的仿真结果。通过对仿真结果进行处理,验证了FRANC-3D软件的可靠性。

关键词 franc-3d 断裂力学 裂纹扩展 7075合金

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盒段结构疲劳裂纹扩展行为及有限元分析

2

作者 黄研清 刘汀航 +2 位作者 许良 周松 安金岚 《兵器材料科学与工程》 北大核心 2025年第3期69-74,共6页

针对飞机机翼盒段结构的疲劳裂纹扩展行为开展研究,通过Abaqus与FRANC 3D联合仿真建立盒段结构的三维有限元模型,进行寿命预测,并深入分析不同初始裂纹尺寸对疲劳寿命的影响。结果表明:盒段结构在服役过程中因应力集中,导致裂纹萌生在... 针对飞机机翼盒段结构的疲劳裂纹扩展行为开展研究,通过Abaqus与FRANC 3D联合仿真建立盒段结构的三维有限元模型,进行寿命预测,并深入分析不同初始裂纹尺寸对疲劳寿命的影响。结果表明:盒段结构在服役过程中因应力集中,导致裂纹萌生在根部孔周围。盒段结构寿命预测结果和试验结果的相对误差小于5%,且随着初始裂纹尺寸的增大,裂纹扩展速率越快,结构件剩余寿命越小,验证了联合仿真方法对盒段结构裂纹扩展行为和寿命预测的可行性。 展开更多

关键词 盒段结构 FRANC 3d 疲劳及裂纹扩展 寿命预测

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激光沉积TA15钛合金的裂纹扩展行为 被引量：6

3

作者 周松 于洪远 王洪明 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2024年第5期26-33,共8页

采用标准CT试样测定了激光沉积TA15钛合金疲劳裂纹扩展速率,结合微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌分析疲劳裂纹扩展机理;并基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,模拟裂纹尖端应力强度因子并进行寿命预测。结果表明,激光沉积制造态的... 采用标准CT试样测定了激光沉积TA15钛合金疲劳裂纹扩展速率,结合微观组织、裂纹扩展路径以及断口形貌分析疲劳裂纹扩展机理;并基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,模拟裂纹尖端应力强度因子并进行寿命预测。结果表明,激光沉积制造态的裂纹扩展速率低于锻造态,裂纹主要穿过片状α相(αl),少量沿αl扩展,稳定扩展区清晰可见疲劳条纹,并伴随大量的二次裂纹,瞬断区为典型的韧性断裂。另一方面,ABAQUS与FRANC 3D联合仿真计算的应力强度因子与理论值吻合较好,预测寿命相对误差低于5%,且证实了预测结果保守,验证了模拟分析的可靠性,确保了工程应用中的安全性。 展开更多

关键词 激光沉积制造 TA15 裂纹扩展速率 FRANC 3d 寿命预测

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2024-T4铝合金FSW接头疲劳裂纹扩展行为及寿命预测 被引量：8

4

作者 王磊 李东侠 +2 位作者 回丽 沈振鑫 周松 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期77-83,I0007,I0008,共9页

基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,对2024-T4铝合金搅拌摩擦焊接头预制裂纹于不同部位的紧凑拉伸试样进行裂纹扩展分析以及寿命预测,并深入分析不同部位裂纹扩展行为存在差异性的原因.结果表明,随着裂纹长度的不断延长,裂纹尖端应力... 基于ABAQUS与FRANC 3D联合仿真的方法,对2024-T4铝合金搅拌摩擦焊接头预制裂纹于不同部位的紧凑拉伸试样进行裂纹扩展分析以及寿命预测,并深入分析不同部位裂纹扩展行为存在差异性的原因.结果表明,随着裂纹长度的不断延长,裂纹尖端应力强度因子随之增大,且裂纹向前扩展路径基本沿直线扩展,ABAQUS与FRANC 3D联合仿真方法分析不同部位的裂纹尖端应力强度因子和裂纹扩展路径的理论计算和试验结果基本吻合,验证了分区域进行联合仿真的模型精度满足要求.不同部位裂纹扩展试样寿命预测结果与试验结果的相对误差均在5%左右,对焊接接头分区域联合仿真进行寿命预测是准确可行的.裂纹位于不同部位的扩展试样断口处的疲劳辉纹间距不同导致预制裂纹于3个部位的疲劳寿命由低到高为:热影响区、垂直于焊缝方向、焊核区. 展开更多

关键词 2024-T4铝合金 搅拌摩擦焊 FRANC 3d 裂纹扩展 寿命预测

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十字轴三维裂纹扩展分析及寿命预测 被引量：1

5

作者 关丽坤 马文博 任学平 《内蒙古科技大学学报》 CAS 2022年第1期27-31,共5页

利用ABAQUS和FRANC 3D对某厂轧机主传动系统中的十字轴进行联合仿真.使用ABAQUS并借助实测扭矩数据对十字轴进行静力学分析,得到十字轴工况下的应力云图.利用FRANC 3D在应力最大点处建立初始表面裂纹,手动设置十次裂纹扩展的深度,使用Pa... 利用ABAQUS和FRANC 3D对某厂轧机主传动系统中的十字轴进行联合仿真.使用ABAQUS并借助实测扭矩数据对十字轴进行静力学分析,得到十字轴工况下的应力云图.利用FRANC 3D在应力最大点处建立初始表面裂纹,手动设置十次裂纹扩展的深度,使用Paris公式对十字轴进行疲劳裂纹扩展的模拟分析以及寿命预测. 展开更多

关键词 十字轴 裂纹 ABAQUS FRANC 3d

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基于新型开口角隅试样的裂纹扩展研究

6

作者 余建星 陈佰川 +3 位作者 王华昆 余杨 张卫 王昭宇 《热加工工艺》 北大核心 2022年第10期14-19,共6页

局部开口区域会破坏整体结构的几何连续性而导致应力集中,引发疲劳裂纹的萌生和扩展。针对开口角隅区域的裂纹扩展和疲劳寿命预测问题,以实际工程中的开口结构为参照建立了新型小尺度开口角隅试样的三维模型。利用FRANC 3D对试样进行了... 局部开口区域会破坏整体结构的几何连续性而导致应力集中,引发疲劳裂纹的萌生和扩展。针对开口角隅区域的裂纹扩展和疲劳寿命预测问题,以实际工程中的开口结构为参照建立了新型小尺度开口角隅试样的三维模型。利用FRANC 3D对试样进行了裂纹动态扩展模拟并探讨了裂纹扩展数值计算中的影响因素,最终得到了裂纹长度与荷载循环次数以及应力强度因子间的关系曲线。研究表明:幂指数n=2、长浅形初始裂纹可承受更多的疲劳荷载循环次数,幂指数对裂纹扩展路径上应力强度因子计算的影响不大,而裂纹初始形状则会对其产生影响。裂纹前沿的形状在扩展过程中将逐渐由椭圆形演变成圆形,前缘线最终近似为一条直线。基于动态和准静态方法计算得到的裂纹扩展参数结果存在差异。稳定扩展阶段的Ⅰ型单一裂纹会在快速扩展阶段逐渐转化为混合型裂纹直至断裂失效。 展开更多

关键词 开口角隅 裂纹扩展 FRANC 3d 应力强度因子 疲劳寿命

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球形压力容器埋藏裂纹的影响分析 被引量：5

7

作者 谢芳 刘德俊 +1 位作者 秦忠宝 郭志青 《机械设计》 CSCD 北大核心 2019年第3期110-116,共7页

疲劳、制造工艺及复杂应力状态都能够产生导致压力容器最终失效断裂的裂纹。鉴于对埋藏裂纹研究的相关文献较少,文中在验证有限元法可靠性的基础上,利用ANSYS及Franc 3D通过有限元法对球形压力容器轴向椭圆埋藏裂纹,从裂纹半径比a/c及... 疲劳、制造工艺及复杂应力状态都能够产生导致压力容器最终失效断裂的裂纹。鉴于对埋藏裂纹研究的相关文献较少,文中在验证有限元法可靠性的基础上,利用ANSYS及Franc 3D通过有限元法对球形压力容器轴向椭圆埋藏裂纹,从裂纹半径比a/c及扩展的两个方面,探究裂纹尖端张开型应力强度因子KΙ及裂纹面形态的变化。通过数值结果分析发现,a/c=1时可作为裂纹尖端KΙ分布情况和幅度大小的临界条件,而且裂纹在扩展过程逐步由椭圆形趋近圆形,同时不同裂纹角路径下扩展速率由其主导的应力强度因子大小决定。 展开更多

关键词 埋藏裂纹 应力强度因子 ANSYS FRANC 3d 扩展

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压力容器内外壁轴向双裂纹相互作用 被引量：3

8

作者 谢芳 刘德俊 杨正伟 《油气储运》 CAS 北大核心 2019年第2期130-136,共7页

压力容器在制造过程、疲劳与复杂应力状态下会产生裂纹,这些裂纹的存在将影响到容器的安全使用,有必要对容器内外壁同时存在轴向双内外裂纹相互作用对应力强度因子的影响进行深入研究。利用ANSYS、FRANC 3D有限元软件建立含内外壁轴向... 压力容器在制造过程、疲劳与复杂应力状态下会产生裂纹,这些裂纹的存在将影响到容器的安全使用,有必要对容器内外壁同时存在轴向双内外裂纹相互作用对应力强度因子的影响进行深入研究。利用ANSYS、FRANC 3D有限元软件建立含内外壁轴向裂纹的柱形压力容器模型,分析不同裂纹深长比的内外裂纹在静、动态下的相互作用对应力强度因子的影响,拟合得到不同裂纹深长比下名义应力强度因子的变化曲线,发现裂纹相互作用对深长比小的初始裂纹的扩展有促进作用,而对深长比大的初始裂纹的扩展则有抑制作用。研究结果对于不同深长比多裂纹相互作用下的裂纹扩展机理及多裂纹断裂失效评定问题的研究具有借鉴作用。 展开更多

关键词 内外裂纹 应力强度因子 ANSYS FRANC 3d 相互作用

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扭转载荷下柱形压力容器裂纹扩展分析 被引量：3

9

作者 邹子杰 秦忠宝 +1 位作者 刘德俊 孟飞 《机械设计》 CSCD 北大核心 2020年第4期93-99,共7页

扭转是柱形压力容器常见的受力情况,长时间在这种工况下工作会衍生出多种裂纹,这些裂纹会随着压力容器的使用进而发生扩展甚至断裂,严重影响了设备的结构强度、使用寿命及使用安全性。因此利用ANSYS,FRANC 3D有限元分析软件开展了在扭... 扭转是柱形压力容器常见的受力情况,长时间在这种工况下工作会衍生出多种裂纹,这些裂纹会随着压力容器的使用进而发生扩展甚至断裂,严重影响了设备的结构强度、使用寿命及使用安全性。因此利用ANSYS,FRANC 3D有限元分析软件开展了在扭转载荷作用下裂纹应力强度因子的变化规律,以及裂纹扩展路径和扩展形貌的研究。结果表明,扭转载荷下试件主要以滑移型和撕开型扩展为主,且不同深长比的半椭圆裂纹在扩展过程中尖端应力强度因子分布规律基本一致,最终裂纹的扩展形貌均为长椭圆形。 展开更多

关键词 应力强度因子 裂纹扩展 ANSYS FRANC 3d

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面向瓦尔河流域的水资源规划决策系统应用 被引量：1

10

作者 顾博维尔.菲利普 马强 +3 位作者 杜明轩 札娃特洛.艾洛迪 盖太诺.马克 李郑淼 《水利信息化》 2018年第1期1-7,13,共8页

随着城市化的发展,如何满足越来越复杂及多样化的社会需求成为现今制定水资源规划方案的重大挑战。在过去的30 a间,水信息技术尤其是水文学,水力学和模型技术的综合应用成为了分析当前水资源状况及预测其未来发展变化的主要工具。得益... 随着城市化的发展,如何满足越来越复杂及多样化的社会需求成为现今制定水资源规划方案的重大挑战。在过去的30 a间,水信息技术尤其是水文学,水力学和模型技术的综合应用成为了分析当前水资源状况及预测其未来发展变化的主要工具。得益于监测技术的进步,在城市地区,飞速增长的实时观测数据急需建立立体化的模型系统来进行分析处理以便对整个城市资源环境及相关市政应急服务系统进行综合规划。讨论并提出在复杂流域系统中利用水信息技术,基于实时监测数据进行分析预测以制定水资源规划管理方法的流程结构。所述方法已经被实际应用于法国地中海沿岸的瓦尔河流域(约2800 km^2)的日常水资源管理。 展开更多

关键词 决策支持系统(dSS) 信息系统设计 实时监控 模型系统 确定性水文模型2d&3d地表地下水模型 法国瓦尔河流域

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2024-O铝合金搅拌摩擦焊接头疲劳裂纹扩展行为及寿命预测 被引量：2

11

作者 王磊 李东侠 +2 位作者 周松 回丽 沈振鑫 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1563-1569,共7页

通过试验和基于FRANC 3D与ABAQUS联合仿真的方法对2024-O高配铝合金搅拌摩擦焊预制裂纹于焊核区、热影响区和垂直于焊缝方向的裂纹扩展行为进行了分析及寿命预测。结果表明,预制裂纹于3个区域裂纹扩展路径和裂纹扩展速率的仿真结果与试... 通过试验和基于FRANC 3D与ABAQUS联合仿真的方法对2024-O高配铝合金搅拌摩擦焊预制裂纹于焊核区、热影响区和垂直于焊缝方向的裂纹扩展行为进行了分析及寿命预测。结果表明,预制裂纹于3个区域裂纹扩展路径和裂纹扩展速率的仿真结果与试验结果基本吻合;预制裂纹于3个区域的裂纹扩展寿命由短到长依次为:焊核区、热影响区、垂直于焊缝方向;通过FRANC 3D对3种试样进行寿命预测结果与试验结果的相对误差在5%左右,验证了通过联合仿真的方法对焊接接头分区域模拟高配铝合金搅拌摩擦焊裂纹扩展行为和寿命预测的准确可行性。 展开更多

关键词 机械设计 2024-O铝合金 搅拌摩擦焊 FRANC 3d 裂纹扩展 寿命预测

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