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サンプル&事例紹介FINAS/CRACK:FEMによる3次元き裂進展自動解析システム

一様引張り円柱の円形内部き裂

  • き裂半径a / 円柱半径R = 1/100
  •  解析モデル:
    • 要素数: 約7万、節点数: 約10万
    • 解析時間: 1FEモデルにつき約9分
  • 無限体中円形き裂の引張りによる応力拡大係数は、次式の理論解がある(有限境界における応力誤差は(a/r)2のオーダーで考慮)。
    理論解式
  • 本システムの結果と無限体の理論解との誤差は、両者の差(%)+有限境界の誤差上限の和として評価した結果、0.9%以下である。
  • き裂進展履歴は、き裂が大きくなればなるほど、有限境界による誤差が増えると思われるが、き裂が小さいうちは無限体の理論解とおおむね一致している。
円柱内部亀裂の亀裂先端付近の応力分布
解析モデル断面図(左)及びき裂先端付近の応力分布(右)
円柱内部亀裂の荷重サイクルと進展量のグラフ
き裂進展履歴