有限元分析教程：自定义形状裂纹分析

任意形状裂纹【Arbitrary Crack】网格支持平面和非平面裂纹，裂纹的方向由对应的坐标系属性设定。非平面内的裂纹前端不定变化，单一坐标系统不能定义裂纹的法向，因此，坐标系的Y轴直接对应裂纹前端面法向，X轴对应裂纹扩展方向。

1.创建任意形状裂纹断裂网格步骤

1）在导航树上选择【Model】。

2）插入【Fracture】，右键单击【Model】→【Insert】→【Fracture】，或在工具栏单击【Frac-ture】插入。

3）插入裂纹，右键单击【Fracture】→【Insert】→【Arbitrary Crack】，或在工具栏单击【Ar-bitrary Crack】插入。

4）选择要创建裂纹的几何模型，选择表面体，并设置裂纹体；表面体可以是任意形状，裂纹随着表面体而定，表面体的边缘为裂纹的前端，表面体为不连续的平面。裂纹体几何模型应与不连续表面体相交。

5）产生断裂网格，在导航树上右键单击【Fracture】或【Arbitrary Crack】，单击【Generate All Crack Meshes】。

2.任意形状裂纹网格设置

单击【Fracture】→【Arbitrary Crack】，出现任意形状裂纹网格的具体设置，如图12-7所示。

图12-7 任意形状裂纹网格设置

（1）作用域【Scope】

①裂纹类型【Source】，任意形状裂纹【Arbitrary Crack】，为只读形式。

②几何域【Scoping Method】，手动选择几何方式。

③选择几何【Geometry】，只能选择一个几何体。(www.xing528.com)

（2）定义【Definition】

①坐标系【Coordinate System】，默认为系统坐标系，用来指定裂纹的位置和方向，Y轴为裂纹平面法线方向，也可采用自定义坐标系。

②裂纹形状【Crack Shape】，任意形状，由表面体的形状确定，为只读形式。

③裂纹表面【Crack Surface】，沿着Z轴指定裂纹形状尺寸，即裂纹的宽度。

④网格方法【Mesh Method】，四面体或四边形【Tetrahedron】，只读形式。

⑤最大的轮廓半径【Largest Contour Radius】，指定裂纹形状轮廓的最大半径。

⑥生长率【Growth Rate】，指定网格层沿着裂纹半径增长因数，默认为1.2。

⑦前端网格尺寸【Front Element Size】，指定裂纹前端网格尺寸，默认值与最大轮廓半径和生长率有关。

⑧网格轮廓【Mesh Contours】，指定裂纹形状的网格轮廓数目，默认为6。

⑨求解轮廓【Solution Contours】，指定预计断裂结果参数的网格轮廓数目，该值大小必须小于等于网格轮廓数目，但不能大于99。

⑩抑制【Suppressed】，默认不抑制。

（3）缓冲区比例因子【Buffer Zone Scale Factors】 在X、Y、Z方向上控制缓冲区域，以及断裂影响区域的尺寸。默认为2，范围为2～50。

（4）创建名称选择【Named Selections Creation】 当断裂网格产生时裂纹前端节点【Crack Front Nodes】名称选择自动创建。也可开启【Crack Face Nodes】。