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基于ABAQUS的热权函数法分析技术研究
资料介绍
应力强度因子(Stress Intensity Factor)是反映弹性裂纹体尖端应力场强弱的物理量，由于应力在裂纹尖端有奇异性，而应力强度因子为有限值，可作为表征材料断裂的重要参量。
裂纹体的权函数只与几何构造、边界条件相关，而与所施加的外载荷条件无关。对于热冲击工况问题，本论文中所研究的热权函数(TWF)也只与模型的几何及边界有关，与热载荷无关，很适合用于计算在热冲击过程中随时间变化的裂纹尖端应力强度因子(SIF)的变化过程。该过程需要利用结构体的热权函数与瞬态温度场Θ(P,τ）乘积的积分，而不需要进行随时间变化的瞬态温度场下的每个时刻的有限元分析。
本论文研究基于ABAQUS有限元程序，对热权函数法计算SIF的相关技术进行了研究，实现了瞬态温度场作用下单纯Ⅰ型和Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹尖端SIF的计算。
首先，对热权函数法的理论推导及有限元计算格式进行分析，确定了在Abaqus程序下所需要进行的有限元分析类型以及相关数据的输出。
然后，对Abaqus二次开发的脚本程序进行研究。通过Python脚本实现分析程序的创建、修改、运行，通过Fortran程序对相关数据读取，实现了基于热权函数法的应力强度因子的计算，开发出了针对单纯Ⅰ型及Ⅰ、Ⅱ复合型裂纹模型应力强度因子的程序。
最后，通过机械载荷及热冲击工况，对热权函数法的计算程序进行验证，并与采用热弹性力学法所得的计算结果进行对照。结果显示:基于Abaqus热权函数法求解应力强度因子的程序的有效性，以及较好的精度和效率。
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