案例1 - 简支梁静态裂纹仿真

1.案例介绍

混凝土梁是建筑物中的重要构件，如果发生断裂会严重影响建筑物的安全性和使用寿命。通过断裂分析，可以发现梁体在承受载荷时的薄弱环节和易损部位，针对性地优化结构设计，预留足够的安全系数，提高梁体的整体性能和耐久性，避免因载荷过大导致梁体断裂。

2.流程介绍

• 前处理与求解设置
  • 学习如何导入几何，自动生成网格
  • 学习如何导入模型网格
  • 学习如何设置模型与材料相关选项
  • 学习如何求解计算
• 后处理结果分析展示
  • 结果云图

步骤一：选择断裂类型

进入断裂分析模块，点击“断裂分析”，在“断裂分析类型”处选择“裂缝静态参数分析”。

步骤二：导入网格

点击“网格”，在“类型”处选择“上传网格”，上传网格文件beam00.med。本案例网格名为beam00。如下图所示：

步骤三：单元设置

点击“单元设置”，在“惯性效应”处选择3D，“单元类型”选择“三维完全积分单元”。

步骤四：全局模型

将“重力加速度”设为9.8，方向沿Z轴负向。

步骤五：材料设置

点击“材料”，可对模型设置全局属性的线性材料，包括“杨氏模量”、“泊松比”、“密度”。

步骤六：裂纹设置

点击“裂纹设置”后的“+”，选择“半平面”，在半平面裂纹中根据模型以及裂纹的尺寸设置合理的参数，具体如下图所示：

步骤七：边界条件与载荷

点击“边界条件与荷载”后的“+”，选择“固定支撑”，将施加位置设为“left”和“right”；

再次选择边界条件“压强”，设为10000Pa，施加位置在顶“force_face”上。

步骤八：求解器设置

打开“网格细化”功能，设“细化迭代数”为2，“细化区域半径”和“粗化区域半径”为0.1；其余设置采用默认设置。

步骤九：时间步&资源

点击“时间步&资源”，设置“核数选择”为16核，“最大运行时间”为3600s。

步骤十：结果配置&计算

点击“物理场”后的“+”，选择位移，再次点击，选择应力，“应力种类”为Tresca等效应力。

点击“仿真计算”，开始计算，直至提示成功即可。操作如下图所示：

步骤十一：结果展示

点击“仿真计算”前“+”，查看结果云图。