齿根断裂是齿轮失效的方式之一，齿轮严重过载超过齿轮材料的弯曲强度而断裂，本例模拟齿轮在根部已产生微小裂纹，在受载的情况下，裂纹扩展的整个过程
01
模型建立
说明：需要在模型上建立出一个初始裂纹，齿轮常用材料之一为钢类，此案例模型材料默认结构钢
02
简化模型
说明：模型简化完毕后，在SCDM的workbench页面点击2021R1或者mechanical2021R1任意一个，本例点击的是mechanical，并从左侧工具箱中拖拽静态结构(静力学)模块与项目A的mechanical模型相连接，页面如下
03
建立裂纹坐标系
说明：在后续添加裂纹时，会有参考坐标系的选取，因此选择裂纹尖端的边界创建坐标系，设置X方向为裂纹拓展方向，Y为裂纹面的法向，Z为切向
裂纹拓展(smart-crack growth)的局限性：
①仅适用于线弹性本构
②仅3D Solid187单元
③忽略了大偏转和有限旋转效应、裂纹尖端塑性效应和压缩效应
04
创建网格
说明：裂纹拓展模型需要四面体网格，并对裂纹尖端的边界（建立参考坐标系的边线）定义Edge size，类型选择影响范围，设置球的半径为3mm与网格尺寸1mm，可以对在球半径内的模型进行加密
说明：在裂纹处进行网格的加密，以便更好的观察裂纹的拓展，并提高计算精度。在新版本中，如果将网格选项下的使用自适应网格调整选项设置为是的话，尽管使用影响球进行局部加密，但未达到理想效果，故需要设置为否，产生更好的局部加密效果
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建立命名选择集
对裂纹区域的面和裂纹尖端的边线进行命名创建集，并将其转化为节点集
建立命名选择
将命名选择转化节点集
06
裂纹设置
SMART裂纹扩展需要先在模型上建立初始裂纹，然后通过初始裂纹及其参数进行断裂，两者缺一不可，本例断裂的准则为应力强度因数（Stress intensity factors）来判定，其中K为应力强度因数，涉及到断裂力学
根据节点集选择对应的选项，坐标系选择选择初始建立的裂纹坐标系
求解方案轮廓为裂纹扩展过程中，网格在裂纹尖端重新划分的层数，一般建议4-6
点击SMART裂纹扩展，初始裂纹选择预网格化裂隙，裂纹扩展选项选择静态，也可以选择疲劳，失效标准选择应力强度因数，数值根据实验数据，本例数值为任意填写
07
边界条件
此案例边界条件非常简单，对2个端面进行固定支撑，约束其6个自由度为0，，对齿面施加集中力，如果是齿轮全模型的话，可以将齿轮中心孔进行约束
08
分析设置
静力学中与时间没有关系，因此按照默认的1s，关闭自动时步，设置子步数量为60，子步设置越大，裂纹扩展捕捉的细节越明显，但也会需要更大的计算量，读者可以尝试子步设置小点进行对比
开启断裂控制下的断裂选项（裂纹拓展必须）和SIFS，裂纹扩展中的失效判断准则有2种，一种为J积分，一种为SIFS(应力强度因数)，按照裂纹设置时的选择需要开启的选项，本例裂纹设置为SIFS，故在分析设置下将此选项修改为是
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后处理
查看断裂工具中的K参数
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