附件C：譯文

液壓機框架的疲勞裂紋擴散分析

M. Fulland a； M. Sander b； G. Kullmer b； H.A. Richard a，b
a德國帕德博恩大學 維斯特伐倫環(huán)境中心
b德國帕德博恩大學 應用力學研究所

摘要
本論文中我們將討論液壓機框架的疲勞裂紋的擴散。裂紋是從框架中間的縮孔開始擴散的。裂紋應力狀態(tài)主要受刻痕的影響，在裂紋擴散過程中，這些刻痕會引起混合模式的載荷。帕德博恩大學應用力學研究所已經(jīng)研制出仿真程序ADAPCRACK3D對裂紋擴散過程進行分析。這一程序能夠完全自動計算三維裂紋前緣的應力強度以及裂縫路徑和結(jié)構(gòu)的使用壽命。
關(guān)鍵詞：疲勞裂紋的擴散；仿真；混合模式；ADAPCRACK3D；有限元法

1. 引言
在工業(yè)實際中，裂紋擴散過程的數(shù)值模擬方法變得越來越重要，特別是有限元法。造成這一趨勢的原因一方面是機械工程領(lǐng)域中越來越多的因裂紋擴散而造成的損壞。往往在輕型結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)強度最優(yōu)化的控制因素就是這個（裂紋擴散），特別是當使用抗裂能力差的材料時，一個部件中裂紋擴散以及應力增大的可能性會增加。另一方面，關(guān)于斷裂力學的議題這樣的一個發(fā)展中的問題越來越被重視。

2. ADAPCRACK3D
本論文中為了研究將使用三維裂紋擴散仿真程序ADAPCRACK3D。該軟件的整體功能方案在圖1中給出。ADAPCRACK3D由三個獨立的模塊組成，其中包括結(jié)合全自動模擬疲勞裂紋擴散(的模塊)。第一個模塊NETADAPT3D是負責所有的有限元網(wǎng)狀的調(diào)整，這在一個模擬中是非常必要的。這包含了由于裂紋擴散以及網(wǎng)狀改進程序的幾何適應以保證在仿真過程有足夠的網(wǎng)格質(zhì)量。NETADAPT3D創(chuàng)建了一個包含裂紋和裂縫前端附近子模型結(jié)構(gòu)的有限元模型。這兩種模型都可以通過商業(yè)有限元代碼ABAQUS軟件解決。在子模型的解決方案的基礎上，斷裂力學的評價可以通過第三個模塊NETCRACK3D進行。因此，一些相關(guān)的斷裂力學材料數(shù)據(jù)是必要的，例如：臨界值ΔKth、斷裂韌度KIc等。如果考慮變幅載荷，