[發明專利]一種基于有限元軟件的孔邊三維裂紋建模方法

有效

• 申請號: 201310079840.7
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN103116682A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 何宇廷;張騰;崔榮洪;安濤;張海威;高潮;丁華;邵青;侯波;伍黎明
• 申請（專利權）人: 空軍工程大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛

1.一種基于有限元軟件的孔邊三維裂紋建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

A1、生成裂紋體；生成裂紋體的目的是將整個實體模型進行分割，把裂紋附近的局部結構從整體結構中區分出來；不含裂紋的整體結構稱為結構體，裂紋附近的局部結構稱為裂紋體，裂紋體由兩排子塊構成，各個子塊是構造裂紋面和裂紋尖端的基礎，裂紋體鑲嵌在結構體內；對于通孔，單側裂紋裂紋體需要4個子塊，雙側裂紋裂紋體需要8個子塊；對于變截面孔，單側裂紋裂紋體需要6個子塊，雙側裂紋裂紋體需要10個子塊；建立兩排穿過實體模型的長方體，運用布爾運算將長方體與實體模型進行體積交疊，通過體積交疊運算，體塊和實體模型間沿彼此的相交面被分割，再將實體模型以外的體塊刪除，使保留的部分與原有實體模型外觀和尺寸相同，即可得到裂紋體與結構體；

A2、生成裂紋面：先將相鄰兩子塊中的一個進行復制，再刪掉復制前的子塊，這樣，兩個有共用平面的子塊變為了兩個相互獨立子塊，之前的公用平面變為了兩個位置重合的獨立平面；而后，合并除裂紋起裂點外其他相同位置的點，保證了只有裂紋面可以張開，且僅有一個裂紋尖端；

A3、掃略網格：先將裂紋體的外表面進行面網格劃分，并定義外表面裂紋尖端的奇異性，然后將劃分好的面網格按照裂紋尖端線的方向進行掃略，即可將整個裂紋體的網格劃分完畢。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對于變截面孔的特殊處理：首先，在生成裂紋體時，需要建立額外的長方體與結構相交，使孔邊部分屬于單獨的子塊；其次，在生成裂紋面時，除裂紋起裂點外，還要防止兩個不同裂紋面上的點被合并，造成裂紋不能張開；再次，在進行網格劃分時，包含孔邊的裂紋體子塊不參與網格掃略，可以將裂紋體的其他子塊先進行掃略，孔邊的子塊的網格劃分可與結構體一起進行。