三维损伤容限分析软件-DTS简介

1 简介

损伤容限分析软件-DTS 是一款完全自主知识产权的国产三维断裂力学分析软件，可在不含裂纹模型中引入多种形式（內埋裂纹、表面裂纹、角裂纹、穿透裂纹）的初始缺陷，用于模拟工程结构在任意复杂几何形状、载荷条件和裂纹形态下的任意三维裂纹扩展轨迹进行数值模拟，并计裂纹扩展寿命，该软件专用于任意三维结构的任意三维裂纹扩展分析和损伤容限评估。

2 损伤容限分析软件DTS软件特点

DTS采用多自由度模型（Multiple Degree of Freedom Model）来建立三维裂纹模型，可用于任意复杂形状的三维裂纹扩展数值模拟。

DTS采用二次四面体单元虚拟裂纹闭合积分法（Virtual Crack Closure-IntegralMethod，VCCM）计算断裂参数，该方法的优势是裂纹前缘只需采用常规四面体单元进行网格划分，避免了六面体/四面体混合单元建模不同单元之间所需的特殊处理，大幅降低了任意三维裂纹扩展数值模拟有限元网格生成复杂度，简化建模流程的同时显著提高了分析效率，有效提升了任意三维裂纹扩展数值模拟算法的鲁棒性。

DTS具备参数化裂纹模板库，可以方便地在模型任意位置插入初始裂纹（包括內埋裂纹、表面裂纹、角裂纹、穿透裂纹）。用户可通过设置相关参数来控制裂纹前缘单元尺寸、单元数量、初始裂纹位置和方位等。

DTS提供了多种裂纹扩展方向准则（包括最大拉应力准则、最大能量释放率准则、最小应变能密度准则、Pook准则、Richard准则）、裂纹扩展速率模型（包括Paris公式、Walker公式、Forman公式以及NASGRO公式）、等效应力强度因子公式（包括Gerstle公式、Richard公式、Pook公式、Kikuchi公式等）以供选择，同时提供接口支持用户自定义形式的裂纹扩展方向准则、裂纹扩展速率模型以及等效应力强度因子计算式。

DTS采用了多种方法（局部加权平均法、局部加权求和法、多项式拟合、移动最小二乘法等）来处理裂纹扩展过程中的数值噪声，应用单元尺寸自适应算法来确保裂纹前缘节点和单元的高质量分布。

DTS采用多变量自由度法（Multiple Variable Degree of Freedom Approach）来计算裂纹扩展寿命。

3 二次四面体单元VCCM

DTS使用二次四面体单元VCCM来计算应力强度因子。

4 裂纹扩展预测

DTS采用多自由度模型进行裂纹扩展的数值模拟。

5 裂纹前缘单元尺寸自适应

DTS采用MLSM（Moving Least Squares method）来进行裂纹前缘节点重分布和裂纹前缘节点坐标计算的数值降噪。

6 裂纹扩展寿命计算

DDTS采用多变量自由度法（Multiple Variable Degree of Freedom Approach）来计算裂纹扩展寿命。

7 案例

案例1 I型内埋椭圆裂纹

案例2 I-II-III复合型半圆形表面裂纹

案例3 I-III复合型CTT试样

案例4 I-III复合型三点弯曲试样