3.1  对裂纹扩展的影响

    为了达到较好的计算精度，必须选择一个合理的疲劳裂纹深度方向扩展增量，这也是本文与其他一些方法不同之处。图2是通过ANSYS软件建立裂纹体平板模型，其中裂纹前缘采用1/4节点等参退化奇异单元。通过此模型讨论了在 、 的等幅拉伸循环载荷下，表面裂纹深度方向扩展增量 =3、1、0.5和0.25mm时，对裂纹形状变换规律的影响。

a

b

图2 裂纹体的有限元网格模型

    如图3（a）、（b）、（c）所示，计算结果趋势相同，当 =3mm时，与 ＝1、0.5和0.25mm结果偏离较大，而且当 ＝0.5和0.25mm时，两条曲线基本重合，与 ＝1时，基本接近。所以当取 1、0.5和0.25mm时，裂纹扩展形状基本一致，为节省计算量，本文取= 1mm。其中图3（d）为 1mm时，在不同板厚t＝10、15和30mm情况下疲劳裂纹扩展的形状变化。

（a） 

（b）

（c）

 
（d） 1mm时疲劳裂纹扩展形状变化

图3  的取值对裂纹扩展规律的影响