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扩展有限元法(XFEM)
你好,
本文的目的是简要介绍扩展有限元法(XFEM)并研究其实际应用。
XFEM是由Black和Belytschko于1999年首次提出的一种丰富局部单元划分(PUM)的有限元方法。所谓局部，是指只在裂缝、孔洞、材料界面等不连续面附近的区域富集。该方法中最重要的概念是“充实”，即通过附加的特定于问题的函数充实(合并)位移近似。例如，对于裂纹建模，使用Heaviside函数来充实支撑被裂纹面切割的节点，而使用近尖端渐近函数来模拟裂纹尖端奇点(支撑包含尖端的节点被充实)。
从它的出现开始，XFEM就被用来模拟一些实际的力学问题。Dolbow, Sukumar, Moes的工作引入了二维和三维准静态裂纹扩展;Daux等(2000)的分支和相交裂缝;Belytschko组和Alain Combescure组研究动态骨折。后一组也介绍了许多有趣的结果在局限塑性断裂力学。
计算机实现方面提出的新方法总是使方法本身明显。在这种情况下，可以引用Sukumar和Prevost关于Fortran实现的工作，以及Bordas和Nguyen最近在IJNME上发表的关于面向对象编程的工作。
之前所有的工作都是关于均匀材料的。对于XFEM框架下的非均质材料，Sukumar关于多晶结构的论文、Dolbow关于功能梯度材料的论文和Moes之一的论文是该领域仅有的(据笔者所知)。
XFEM允许不连续面不与有限元网格对齐，然后进行不重新网格化的裂纹扩展模拟。然而，被不连续切割的单元的数值积分需要特殊处理。最常用的方法是在不连续线两侧将元素划分为子域。这种方法是灵活的，但不适用于依赖历史的材料，其中变量从旧高斯点到新高斯点的投影是不可避免的。为了取代这种方法，Giulio Ventura提出了一种不将元素分解为子域的方法。然而，到目前为止，这种方法仅限于完全被不连续切割的元素。
由于丰富，在XFEM中引入了额外的自由度，这使得在可用的商业有限元代码中实现XFEM变得困难。最近Belytschko和合作者利用移动最小二乘法提出了一种不需要额外dofs的新方法。然而，很明显，MLS形状函数的计算量非常大，这使得这种方法不那么有吸引力(我错了吗?: -))。
除了原来的XFEM版本外，还介绍了许多实例，例如仅采用Heaviside来丰富位移场的井内聚段法。
XFEM开发中涉及的另一个有趣的主题是用于表示不连续点几何形状的方法(注意，它们在XFEM中没有网格划分)。其中，水平集法(LSM)已被证明是最可靠的方法。问题是，LSM通常是在均匀笛卡尔网格上使用的，而有限元网格通常是非结构化网格。因此，我们可以为关卡集使用结构化网格，为机械领域使用非结构化网格。实际上是Duddu和Bordas的工作在生物膜上的应用。但是，对我来说，很多细节还没有介绍，3D应用仍然是我感兴趣的。
我相信还有很多XFEM的应用没有在这里列举。这只是由于作者的知识有限。我希望我们可以列举XFEM的所有应用，以了解它的优点和局限性。
谢谢。
XFEM
我是葡萄牙阿威罗大学机械工程系的一名博士生。
我研究了有关XFEM方法的论文，并试图在我的有限元代码中实现XFEM，以丰富渐近尖端裂纹场，但我遇到了困难。
在有限元法中构造应变-位移矩阵，得到Kuu、Kua和Kaa刚度矩阵。我的问题是我想要反转Kaa来实现丰富自由度的静态凝聚但是我不能反转Kaa因为这个矩阵的很多特征值都是零。我在我的实现中找不到任何错误。您是否在实现过程中遇到过类似的问题，或者您是否以不同的方式执行了浓缩?
如果你能帮助我，我会非常感激的!
再保险:XFEM
索菲亚,
我们通常不试图用X-FEM静态地浓缩出丰富的自由度。一个简单地解决了所有的自由度(经典和丰富)一次。
扩展形状函数导数的矩阵
你好,我对用XFEM实现断裂问题，特别是准静态裂纹扩展分析很感兴趣。(目前)我一直在阅读有关X-FEM的所有内容(发表的论文，程序等)，我也在探索由Nguyen Vinh Phu和Stephane Bordas博士开发的XFEM matlab代码（http://people.civil.gla.ac.uk/~bordas）.但是关于丰富形状函数的求值以及如何形成扩展形状函数导数的关联矩阵的一些基本疑问[B]，发起我来请教您的帮助。我注意到，在一些较早的出版物中，每个富集函数的评估仅在简单样本点(即高斯点)w.r.t.执行裂缝，在其他地方，就像在你的工作中，它是在两个不同的点上同时进行的(即高斯点和节点充实)，也W.R.T.裂缝。
最后，为什么要把两个值都减去?有什么特别的原因吗?，你能给我推荐点什么吗?我知道我的问题可能很明显，但我一注意到，怀疑就产生了。
更明确地说，例如在前者中，关于矩阵[B]的构建，报告如下:对于H(x)浓缩型Bia= [(Ni * H), x0
0(倪* H), y
(倪* H), y (Ni * H), x]
为B(x)富集型Bibalpha = [(Ni * PHIa), x0
0(倪* PHIa), y
(倪* PHIa), y(倪* PHIa), x]
在你的代码中，在两个不同点的求值之间做了一个减法，
对于H(x)浓缩型Bia= [(Ni *(高度差(xi))), x0
0(倪*(高度差(xi))), y
(倪*(高度差(xi))), y (Ni *(高度差(xi))), x]
为B(x)富集型Bbalpha = [(Ni * (PHIa-PHIa (xk))), x00(倪* (PHIa-PHIa (xk))), y(倪* (PHIa-PHIa (xk))), y (Ni * (PHIa-PHIa (xk))), x]___________________________________________________________________
提前感谢您的支持。马可
XFEM Matlab代码
你好,
我在班加罗尔的印度科学学院土木工程系攻读硕士学位。
我的问题涉及疲劳载荷下的裂纹扩展，为此我将实现XFEM方法。
为此，我试图下载扩展FEM Matlab代码从http://people.civil.gla.ac.uk/~bordas/phu.html，但无法下载。
我正在学习所有与XFEM相关的论文，开始编写方法，我认为如果我通过一个基本的XFEM问题的代码会更容易。
如果有人有代码，请发送给我aditya[at]civil[dot]iisc[dot]ernet[dot]in
谢谢你！
XFEM代码Matlab和c++
感谢您对这些代码的兴趣，我很高兴我们终于通过定期邮件进行沟通，并且您发现这些代码很有用。
不要犹豫回复我，我坚信分享代码能方便工作，并会很乐意帮助你，你也可以访问谷歌群computational_mechanics_discussion，
Stephane Bordas博士
http://people.civil.gla.ac.uk/~bordas
谷歌集团
亲爱的史蒂芬,
你能给一个链接到提到的谷歌组。我找不到。谢谢你！
顺便说一句，我试图从你的主页下载openXFEM++，但它不起作用。
来自德国慕尼黑的问候
马丁·j·格罗斯
无网格方法
先生,
我已经开始为我的博士探索无网格方法领域。
你能引用的来源或参考得到一维的简单问题解决使用任何无网格的方法和他们的matlab代码?
萨钦Daxini
激波捕捉
XFEM在捕获可压缩流动冲击中的任何应用?
任何建议都将不胜感激。
亲爱的永富
亲爱的阮永福
XFEM能否用于水力压裂过程等流体流动耦合模拟?谢谢。
Yongnuan
XFEM网站
亲爱的刘,
这是链接http://www.xfem.rwth-aachen.de/在这里您可以找到与XFEM相关的所有内容，包括几乎完整的文献。
希望对你有所帮助。
据我所知，有使用xfem模拟裂隙多孔介质的工作。所以你的问题的答案是肯定的。
范围内
基于ABAQUS的XFEM裂纹相互作用分析
嘿。
我是石油工程硕士。
我想模拟裂缝的相互作用(一个扩展的裂缝和一个预先存在的裂缝)。
但是ABAQUS中的XFEM有一些限制，不允许我进行这样的模拟!
我想知道是否有人知道任何类型的子程序(I。E裂纹相互作用或裂纹扩展相关的子程序)用于这种模拟。
此外，这将是我的荣幸知道任何建议，想法或指导我的问题。
的问候。
嗨，也许太晚了
你好,
也许现在回复太迟了。无论如何……
预先存在的裂纹和扩展的裂纹最终是否会相互切割?您可能知道，XFEM可以很好地模拟任意数量的非相交裂纹。对于相交裂缝，参见Daux等人的特殊富集策略或Angelo Simone等人的论文。
谢谢你的精彩
谢谢你的精彩话题!
这里我想知道XFEM是否适用于模拟土材料的不连续界面，例如滑坡的界面。
任何建议或评论都是赞赏的。
我猜是隔着一条河
我猜在滑移面上，切向位移是不连续的，而法向位移是连续的。
XFEM能够模拟这种不连续性。你应该谷歌一下，因为有人可能已经这么做了。
compression-tension周期
嗨~阮,
我想知道XFEM是否可以有效地处理与裂纹方向法向的压缩载荷(假设发生)。当我用ABAQUS用拉伸加载模拟这个问题时，没问题。然而，当施加压缩载荷时，在定义了富集的元素中会发生不连续。
谨致问候,
Sangyul哈
你好，尚烈，当然
嗨Sangyul,
当然，xfem可以用于解决这类问题。只要存在不连续面，就可以采用独立于网格的富集方法对不连续面进行建模。如果我没记错的话，有一些研究人员用XFEM模拟剪切带(受压板)。
如果载荷是压缩的，并且垂直于你提到的裂缝，那么裂缝应该是封闭的。我不知道在Abaqus中，你用哪一个本构律来表示裂缝。
请注意，我没有关于压缩载荷下裂缝的经验。以上只是我的想法。
范围内
你好，我也一样
你好,
我也有同样的问题，我认为在压力下，abaqus不会激活浓缩。
裂纹尖端的精度更高
你好,
我是一名航空航天专业的硕士学生，我的期末项目是用扩展有限元法研究薄弯曲板的裂纹扩展。
我用Fortran编写了XFEM的代码。但我有问题在我的输出精度(如位移)周围的裂缝。
我想知道是否有办法解决这个问题。我怎样才能把误差降到1%。我在裂缝周围有大约5-30%的误差。
来看看
http://aim.upv.es/doc/XFEMAbq.zip
关于这个问题我很抱歉
由于peopleeeeeeeeee
复合材料断裂韧性分析
拉曼
维洛尔VIT大学
Abaqus 6.11:帮助请求
你好
我使用的方法XFEM在有限元分析
我想跟踪裂纹chemain一个参考(啊,x, y)，如何找到声带裂缝在每一个迭代？？
如何计算应力强度因素在裂纹扩展在abaqus6.11。？
我主辅修好几次了它不起作用。
非常感谢
xFEM的软件实现
你好,
有谁能给我提供有关ANSYS或Abaqus的教育资料，用XFEM分析(特别是多相流的解决)。我想学习如何在这类软件中使用Xfem。谢谢你！
二维XFEM
大家好，我叫莎拉
我是abaqus的新手。我想知道
任何人都可以帮助我。我在2d中做了一个裂纹扩展模型
裂缝没有扩展。只是他们之间是有区别的
裂纹线在两者之间的两个表面。我怎么做
裂纹尖端通过所画的线传播?
谢谢