MPCrack

制造商：上海量维信息科技有限公司
MPCrack是上海量维信息科技有限公司开发的具有自主知识产权的多物理场耦合裂纹扩展分析软件，主要集成断裂力学和有限元分析软件，经过高度集成和定制开发，用户可以在统一的用户界面，通过向导式的参数输入，即可自动建立叶片、涡轮盘、管道等结构的多物理场耦合（流体、热、力学）有限元模型、定义初始裂纹、疲劳载荷谱和裂纹扩展速率模型等，可进行工程结构多物理场耦合环境下的三维裂纹扩展分析和寿命计算。该软件主要包括：三维建模系统、裂纹分析系统、人机交互界面等。

主要功能

MPCrack采用Python开发语言，开发专有图形化用户界面，用户仅需在界面中通过参数输入即可完成自动有限元建模、损伤分析等所有任务。

1.几何及有限元建模功能

通过在软件界面中选择参数化结构，以及输入材料参数、网格划分参数、边界条件和载荷参数等，提交分析任务时，后台可驱动有限元软件的文件更新，然后调用有限元软件（ANSYS、Abaqus）执行更新后的文件完成模型更新和自动分析。

2.损伤建模功能

将有限元模型裂纹扩展的区域剖分出来，定义成子模型，在子模型上定义初始裂纹并重新划分子模型网格来引入初始裂纹，然后合并模型提交给有限元软件求解器进行应力计算，计算结果会读回裂纹分析软件来计算应力强度因子、预测裂纹的扩展方向和相对距离，实现裂纹扩展，而后对子模型重新划分网格，并再次进行应力分析。依次重复该过程即可实现三维裂纹扩展，直至达到用户指定的终止条件为止。

3.三维裂纹网格划分功能

MPCrack的建模核心是三维裂纹网格划分，适用于在有限元网格上插入裂纹，这个过程主要分四个步骤来完成：表面面片和边缘检测、几何重建、交叉计算和划分网格。

4.计算裂纹尖端断裂力学参数功能

有限元计算结束后，裂纹分析软件即可读取裂纹尖端的位移等结果计算断裂力学参数，可以计算应力强度因子和应变能释放速率等。

5.任意三维裂纹扩展计算功能

通过多物理场叠加来考虑不同模式组合下的裂纹扩展，包括高周/低周疲劳、疲劳/蠕变、疲劳/冲击等，还可考混合模式（I型、II型、III型）下的三维裂纹扩展，并能考虑流固耦合、温度、残余应力、接触等复杂因素的影响。

6.三维裂纹扩展寿命计算功能

计算裂纹尺寸和应力强度因子之间的关系、整合裂纹扩展速率模型来计算裂纹尺寸和施加载荷循环次数之间的关系。

技术特点和优势

1.与ANSYS和ABAQUS有限元软件有接口，对有限元软件的版本无限制，支持所有版本；

2.具备参数化模型库和裂纹库，支持叶片、涡轮盘、管道等多种参数化模型，可引入任意形状的初始裂纹，至少包括椭圆形/圆形裂纹（含埋藏裂纹）、穿透型单裂纹前缘裂纹、穿透型双裂纹前缘裂纹、长条形浅表裂纹、圆形周向裂纹（内环、外环），应支持用户自定义任意形状裂纹；

3.能够计算各种载荷条件（静载荷、疲劳载荷、非比例载荷、瞬态载荷、随机载荷、热载荷、时间相关载荷等）及其叠加组合作用下的三维裂纹扩展；

4.具备处理多载荷、多工况和多轴应力状态（双向或三向应力下）的裂纹扩展能力；

5.内嵌NASGRO材料疲劳数据库，包含典型的燃气轮机叶片金属材料及合金材料的疲劳裂纹扩展速率数据和断裂韧性数据；

6.提供Python二次开发接口。