基于ABAQUS軟件的PMMA材料裂紋及其擴展研究.pdf

1、帶孔的零部件在工程結(jié)構(gòu)中有著廣泛的應用，裝配時產(chǎn)生的應力集中、接觸作用往往使孔邊產(chǎn)生裂紋。PMMA又稱有機玻璃，是目前性能最優(yōu)良的透明高分子材料，其機械強度、抗拉伸和抗沖擊強度均高于普通玻璃。并且，相對于同尺寸的普通玻璃材料，PMMA的質(zhì)量可以降低一半以上。與此同時，PMMA還具有卓越的加工性能，在航空、機械等領域應用十分廣泛。因此，為保證工程結(jié)構(gòu)安全，充分合理地利用材料，探討孔邊裂紋的產(chǎn)生及其擴展情況具有重要意義。
　　論文以P

2、MMA為研究對象，對應力強度因子、裂紋擴展以及止裂等問題進行研究。首先，本文闡述了擴展有限元的基本理論，分析不同類型的判斷準則，并著重介紹其中的兩種:應力強度因子判斷準則和最大主應力判斷準則。此外，基于ABAQUS平臺，采用XFEM模擬試件在靜態(tài)載荷下的裂紋狀態(tài)，以此驗證ABAQUS在模擬裂紋時的可靠性。
　　其次，研究了預裂紋長度、圓孔半徑、試件寬度和圓孔位置對應力強度因子的影響。在靜態(tài)載荷下，通過在裂紋尖端設置止裂孔，研究止裂

3、孔對應力強度因子的影響。
　　再者，本文基于分離式霍普金森桿，通過實驗和仿真分別研究了含圓孔PMMA板的單邊裂紋動態(tài)擴展問題，將仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比驗證仿真模型的有效性。在此基礎上，分析圓孔半徑、預裂紋長度、止裂孔半徑和止裂孔圓心與裂尖豎直位移對裂紋動態(tài)擴展的影響。
　　最后，本文將上述研究拓展到鳥撞風擋的工程實際中，在傳統(tǒng)鳥撞仿真中引入裂紋的失效模式，研究風擋的變形以及裂紋的萌生和擴展。
　　研究結(jié)果表明，靜態(tài)