基于ABAQUS的H13钢裂纹扩展数值模拟

史云龙^1,2，张钊¹，吴红兵^1,3

1. 浙江大学宁波理工学院2. 太原科技大学3. 浙江省零件轧制成形技术研究重点实验室

摘 要：模具的断裂及裂纹萌生与扩展问题一直是影响模具寿命的重要因素。在扩展有限元法基本原理的基础上,以ABAQUS为平台,利用XFEM模拟模具钢H13的裂纹扩展问题,得到单边缺口拉伸试件的裂纹扩展过程及裂纹尖端的应力分布和变化曲线。研究载荷、裂纹长度、构件几何参数对裂纹尖端应力强度因子的影响,输出静态裂纹的应力强度因子,并与解析解进行比较。结果表明,扩展有限元法能够有效进行裂纹开裂及扩展过程的仿真。数值模拟不受单边边界条件的制约,无需单元的局部加密,有效减少单元数量,节省了计算成本。

关键词：H13钢;XFEM;裂纹扩展;应力强度因子;数值模拟;