结构损伤与断裂力学分析CAE软件发展现状

来源：计算力学学报杂志2025年第5期北京时间：

作者：任天宇,韩非,张玲,孙云厚,梅勇,张鏖

单位：大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,大连理工大学 工程力学系 工业装备结构分析优化与CAE软件全国重点实验室, 大连 116024,杭州师范大学 工学院, 杭州 311121,军事科学院 国防工程研究院, 北京 100850,军事科学院 国防工程研究院, 北京 100850,军事科学院 国防工程研究院, 北京 100850

摘要：损伤与断裂是导致结构失效的主要原因,对工程安全有着重大影响,其中裂纹扩展问题也是目前亟需解决的基础性科学难题。本文介绍了能够模拟损伤与断裂的相关理论基础如断裂力学模型、损伤演化模型,以及数值计算方法如有限元法、边界元法和近场动力学理论等。在此基础上,对常用的结构损伤与断裂分析CAE软件进行了综述,包括通用有限元程序如ABAQUS自带的损伤与断裂分析模块,以及专用的断裂分析软件、损伤容限工具和疲劳寿命分析工具等。讨论了部分自主的CAE软件的发展现状。最后,分析了用于损伤与断裂模拟的CAE软件面临的一些挑战,并展望了国产CAE软件未来的发展方向。

关键词：结构损伤,断裂分析,CAE软件,裂纹扩展,有限元,近场动力学,

基金资助：国家自然科学基金面上项目(12272082)资助.