ソリューション説明

  • TSV-Crackは初期き裂つきメッシュモデルを作成するだけで、全自動き裂進展解析が可能です。
  • Pre-Solver-Post一体型のパッケージとなっております。
  • 応力拡大係数は東京理科大学岡田研究室の高精度破壊力学パラメータ計算手法(仮想き裂閉口積分法:VCCM*)を用いて計算しております。テトラメッシュに対応したVCCMにより、TSV-Crackは自動メッシングによる全自動き裂進展解析を実現することができました。また、TSV-CrackはVCCM向けのき裂を自動で作成することが可能です。
    – VCCM[1]:混合モード負荷を受ける三次元亀裂のK値を計算する手法です。残留応力下でK値を算出します。[1]岡田 裕, 荒木 宏介, 河合 浩志, 大規模破壊力学解析のための応力拡大係数計算手法 : 四面体要素を用いた仮想き裂閉口積分法(VCCM), 日本機械学會論文集A編, 73巻, 728号, pp. 498-505, 2007.
  • き裂進展機能は、矢川元基先生(東京大学名誉教授)、東京理科大学教授 岡田裕先生からの多大なるご支援とともに東洋大学主催CCMRの産学官連携活動(※1)を通して開発致しました。
    (※1)東洋大学CCMRの産学連携活動より
    http://www.toyo.ac.jp/site/ccmr/cooperation.html

仕様

  • 自動き裂進展解析システム
  • 初期き裂形状
    – 任意楕円形状
  • 対応要素
    – 四面体二次要素(オートメッシング)
  • 対応ソルバー
    – TS-Solver
    – Nastran
    – ADVC V1
  • 応力拡大係数(K-I, K-II, K-III)
    – VCCM(東京理科大学 岡田研究室)
  • き裂進展
    – SCC対応
    – Fatigue対応
    – 三次元方向のき裂進展
    – 進展速度の予測式(パリス則、修正パリス則、任意式)
    – 進展角の予測式(Erdogan Sih )
  • その他
    – 異種材料モデル対応
    – シェル-ソリッドモデル対応
    – 残留応力マッピング対応

VCCM向けき裂メッシュパターン

VCCMのメッシュPatternを任意の構造にFull Autoで適用可能
– Crack Front Lineに沿ってMapped Mesh(規則 的なメッシュ)
– Crack Frontのメッシュサイズは0.01mmレベル

全体フロー

き裂進展の高速性検証

  • TSV-Crackを使用することにより、き裂進展解析にかかる全体時間を大幅に短縮できます。これは、 TSV-Crackがテトラメッシュに対応したVCCMを実装し、かつ高速な自動メッシングが可能なためです。
  • 従来のシステムでは、K値を計算するためにヘキサメッシュを使用することが一般的でした。しかし、複雑な形状では自動でヘキサメッシングをすることができません。よってメッシングに多大な時間を必要とします。
  • TSV-Crackと従来のシステムの計算時間を比較した結果、同じ精度の解析にかかる全体時間は従来の1/100程度で済むことが確認されています。

実例紹介:基本問題


動画は早送りをしています

実例紹介:残留応力を考慮した溶接部

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