Открывайте готовые расчёты в браузере за 2 с (до 300 тыс. DOF) или запускайте тяжёлые задачи до 1,5 млн+ степеней свободы офлайн на Windows и macOS.
Двухконсольная балка DCB: когезионное расслоение (CZM) и раскрытие трещины по моде I (ASTM D5528)
Стандартизованный тест ASTM D5528 на расслоение клеевого или композитного шва двухконсольной балки: билинейная когезионная зона CZM с необратимой деградацией жёсткости и расчётом КИН K_I.
Композитные панели и клеевые соединения в авиастроении критически чувствительны к расслоению при действии отдирающих нагрузок. Тест двухконсольной балки DCB по стандарту ASTM D5528 является эталонным методом определения вязкости межслойного разрушения G_Ic. Модель воспроизводит две полубалки толщиной по 3 мм (длина 120 мм, ширина 20 мм) с начальной трещиной 35 мм. Под действием отрывающих сил ±150 Н когезионный интерфейс WebCAE отслеживает деградацию сцепления от D = 0 до полного раскрытия шва (D = 1,0).
1. Геометрия и конечные элементы
- •Многотельная 3D B-Rep сборка из двух полубалок (`dcb_upper_arm.step` и `dcb_lower_arm.step`, габариты 120 × 20 × 6 мм).
- •Сетка: 1 583 тетраэдра TET4 на обеих консолях, 658 узлов.
- •Материал балок: E = 70 ГПа, ν = 0,33, ρ = 2 700 кг/м³; Когезионный шов: нормальная жёсткость K_n = 100 ГПа/м, сдвиговая жёсткость K_t = 50 ГПа/м, прочность на отрыв t_n = 30 МПа, критическая энергия разрушения G_Ic = 450 Дж/м².
2. Граничные условия и нагрузки
- •Корневые торцы консолей жёстко защемлены (`fix surface number 28 and surface number 60`, x = 120 мм).
- •Противоположно направленные отрывающие силы приложены к свободным концам балок (`F_z = +150 Н` к верхней, `F_z = -150 Н` к нижней при x = 0 мм).
- •Когезионный контакт задан между сопрягаемыми гранями (`contact cohesive master="surface number 64" slave="surface number 33"`) с отслеживанием фронта по `edge number 48`.
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓Полное раскрытие кромок балки на линии приложения сил достигает 2 u_z = 1,36 мм (|u|_max = 0,68 мм на каждую консоль).
- ✓Элементы интерфейса на фронте трещины достигают предельной повреждаемости D = 1,0 при нормальном раскрытии 0,282 мм.
- ✓Коэффициент интенсивности напряжений моды I составляет K_I = 64,99 МПа√м при значении J-интеграла 53,77 кДж/м² и напряжении изгиба полок 175,0 МПа.
Модуль когезионных зон CZM в WebCAE позволяет конструкторам композитных конструкций прогнозировать развитие расслоений, прочность клеевых швов и устойчивость трещин без избыточных запасов веса.
14 дней полного доступа ко всем функциям Pro. Платёж спишется только через 2 недели, если не отменить подписку.
- ✓14 дней триала (0 $ сегодня) (отмена в 1 клик)
- ✓До 1,5 млн+ степеней свободы (прямой sparse-решатель)
- ✓Нативные приложения Windows и macOS (100% offline)
- ✓Нелинейный контакт и устойчивость (Kσ, MITC4, RBE2/RBE3)
Задать вопрос расчётчикам по вашей задаче
Опишите вашу деталь или конструкцию — ответим в течение 2 часов.
Нужна мгновенная консультация по МКЭ или этому кейсу?
Нажмите на кнопку ИИ-чата в правом нижнем углу экрана — ассистент разберёт постановку задачи, формулы сопротивления материалов и команды DSL за 3 секунды.
Другие расчётные кейсы и модели
Криволинейный композитный кронштейн лонжерона крыла из углепластика (3D ортотропия и проекция СК)
Титановая полоса-проушина с отверстием: адаптивное сгущение Зенкевича—Чжу и P1→P2 субмоделирование (TET10)
Закритическое выпучивание подкреплённой цилиндрической оболочки с начальным несовершенством по моде Койтера
