XFEM分析.pdf

节选段落一：
与基于 XFEM 的粘性片段方法
（XFEM-based cohesive segments method）相似的是，裂纹尖端附近渐进奇异（near-tip
asymptotic singularity）不需要考虑，而只需要考虑裂纹单元的位移跳跃问题。因此，裂纹
每一次扩展需要通过一个完整单元，从而避免建模对于应力奇异的需要。裂纹尖端处的应变
能释放率采用 VCCT 方法计算（VCCT 方法通常用于沿已知或部分已知连接边界的脱层模
拟）。


节选段落二：
然而，与 VCCT 不同的是，基于 XFEM 的线弹性断裂力学方法可以用于模拟体材料
（bulk material）中任意路径相关的裂纹初始化及扩展过程，这是因为裂纹扩展并不绑定于
单元边界。
该建模方法与基于 XFEM 的粘性片段方法非常相似，均使用虚拟节点用于表示当满足
断裂准则时，断裂单元的间断性。当等效应变能释放率超过临界应变能释放率后，真实节点
与相应的虚拟节点分离。断裂单元的两个表面通过分别施加大小相等、方向相反的力用于实
现牵引作用。牵引作用将会随着时间逐渐衰减，用于降低发散和网格扭曲的可能性。


节选段落三：
然而，与上述方法不同的是，
基于XFEM的LEFM方法可用来模拟沿任意求解路径相关的裂纹扩展，而不需要初始裂纹
（initial crack）。用户通过定义基于断裂力学的面行为及扩展单元中的断裂准则用以完成
裂纹扩展的定义。
裂纹集结和裂纹扩展方向（crack nucleation and direction of crack extension）
根据定义，基于XFEM的LEFM方法需要模型中存在裂纹，这是因为基于LEFM原理。
裂纹可以预先存在或是在分析中集结出现。如果在扩展区域中不含有预先存在裂纹，直到裂
纹出现后基于XFEM的LEFM方法才有效。