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扩展有限元法(XFEM)
你好,
本文的目的是对扩展有限元法(XFEM)进行简要介绍，并对其实际应用进行探讨。
XFEM由Black和Belytschko于1999年首次提出，是一种局部单位划分(PUM)丰富的有限元方法。局部是指只有裂缝、孔洞、材料界面等不连续性附近的区域被富集。该方法中最重要的概念是“充实”，这意味着位移近似被附加的问题特定函数充实(合并)。例如，对于裂纹建模，使用Heaviside函数来丰富支承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异性(支承包含尖端的节点被丰富)。
从它的出现，XFEM已被用于模拟几个应用力学问题。Dolbow, Sukumar, Moes的工作介绍了二维和三维的准静态裂纹扩展;Daux et al(2000)的分支和交叉裂缝;动态断裂由Belytschko小组和Alain Combescure小组研究。后者在有限塑性断裂力学方面也有许多有趣的结果。
新提出的方法的计算机实现方面总是使方法本身显而易见。在这种情况下，人们可以引用Sukumar和Prevost在Fortran实现方面的工作，以及Bordas和Nguyen在面向对象编程方面的工作，这些工作最近在IJNME上发表。
以前的工作都是关于均质材料的。对于XFEM框架中的异质材料，Sukumar关于多晶结构的论文、Dolbow关于功能梯度材料的论文和Moes的一篇论文是该领域(据作者所知)仅有的工作。
XFEM允许不与有限元网格对齐的不连续面，在不重新网格的情况下模拟裂纹扩展。然而，对被不连续面切割的元素进行数值积分则需要特殊处理。最常用的方法是在不连续线的两侧将元素划分为子域。这种方法是灵活的，但不适用于历史相关的材料，因为从旧的高斯点到新高斯点的变量投影是不可避免的。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，迄今为止，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，这使得将XFEM实现为可用的商业有限元代码变得困难。最近，Belytschko和合作者提出了一种新的方法，没有额外的d.o.fs使用移动最小二乘。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，如仅采用Heaviside来丰富位移场的井内粘结段方法。
XFEM发展中涉及的另一个有趣的主题是用于表示不连续几何的方法(注意它们在XFEM中没有网格)。水平集方法(LSM)已被证明是最可靠的方法。问题是，LSM通常用于均匀笛卡尔网格，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，而为机械场使用非结构化网格。这实际上是Duddu和Bordas在生物膜应用方面的工作。但是，对于我来说，很多细节还没有介绍，3D应用仍然是我感兴趣的。
我相信还有许多XFEM的应用没有在这里引用。这只是由于作者的知识有限。我希望我们可以引用XFEM的所有应用来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博士研究生。
我研究了XFEM方法的论文，我试图在我的有限元代码中实现XFEM，以丰富渐近的近尖端裂纹场，但我遇到了困难。
在有限元法中构造了应变-位移矩阵，得到了Kuu、Kua和Kaa刚度矩阵。我的问题是，我想求Kaa的倒数来对丰富的自由度进行静态凝结，我不能求Kaa的倒数，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bug。您在实现过程中是否遇到过类似的问题，或者您是否以不同的方式进行了充实?
如果你能帮我，我会非常感激的!
再保险:XFEM
索菲亚,
我们通常不尝试用X-FEM静态地压缩出丰富的自由度。一个简单的方法是一次性求解所有的自由度(经典的加上丰富的)
扩展形状函数导数的矩阵
你好,我对XFEM在断裂问题，特别是准静态裂纹扩展分析中的应用很感兴趣。(目前)我一直在阅读X-FEM(已发表的论文，程序等)，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）.但是关于丰富形函数的求值和如何形成扩展形函数导数的关联矩阵的一些基本疑问[B]，启动我咨询您的帮助。我注意到，在一些早期的出版物中，每个富集函数的评估仅在简单的样本点(即高斯点)w.r.t执行裂缝，在其他工作中，它是同时在两个不同的点上执行的(即高斯点和充实的节点)，也W.R.T.裂缝。
最后一个问题，为什么要做两个计算的减法?有具体的原因吗?，你能给我推荐些什么吗?我知道我的问题可能很明显，但一旦我注意到，怀疑就产生了。
为了更明确地说明，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]
B(x)富集类型Bibalpha = [(Ni * PHIa), x0
0(倪* PHIa), y
(倪* PHIa), y(倪* PHIa), x]
在你的代码中，两个不同点的求值是相减的，
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]
B(x)富集类型Bbalpha = [(Ni * (PHIa-PHIa (xk))), x00(倪* (PHIa-PHIa (xk))), y(倪* (PHIa-PHIa (xk))), y (Ni * (PHIa-PHIa (xk))), x]___________________________________________________________________
提前感谢你的支持。马可
XFEM Matlab代码
你好,
我正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。
我正在研究所有与XFEM相关的论文，开始编码方法，我认为如果我通过一个基本的XFEM问题的代码会更容易。
如果有人有密码，请发给我aditya[at]civil[dot]iisc[dot]ernet[dot]in
谢谢你！
XFEM代码Matlab和c++
谢谢你对这些代码的兴趣，我很高兴我们最终通过定期电子邮件进行交流，你发现这些代码很有用。
不要犹豫给我回电话，我坚信分享代码可以促进工作，并很乐意帮助你，你也可以访问谷歌组上的computational_mechanics_discussion，
Stephane Bordas博士
http://people.civil.gla.ac.uk/~bordas
谷歌集团
亲爱的史蒂芬,
你能给我上面提到的谷歌小组的链接吗?我找不到。谢谢你！
顺便说一下，我试着从你的主页下载openXFEM+，但它不能工作。
来自慕尼黑/德国的最诚挚的问候
马丁·j·格罗斯
无网格方法
先生,
我已经开始为我的博士学位探索无网格方法领域。
你能引用源代码或参考文献来得到一维简单问题的解决，使用任何无网格方法和他们的matlab代码?
萨钦Daxini
激波捕捉
XFEM在捕捉可压缩流激波方面的应用?
任何建议都将不胜感激。
亲爱的永富
亲爱的阮永福
XFEM能否用于耦合流体流动模拟，例如水力压裂过程?谢谢。
Yongnuan
XFEM网站
亲爱的刘,
这是链接http://www.xfem.rwth-aachen.de/在那里你可以找到所有与XFEM相关的东西，包括几乎完整的文献。
希望这对你们有帮助。
据我所知，目前已有关于利用xfem建模裂缝性多孔介质的工作。所以你问题的答案是肯定的。
范围内
ABAQUS在XFEM中的相互作用
嘿。
我是石油工程硕士。
我想模拟裂纹的相互作用(一个扩展裂纹和一个预先存在的裂纹)。
但是ABAQUS中的XFEM有一些限制，不允许我做这样的模拟!
我想知道是否有人知道任何一种子程序(I。E裂纹相互作用或裂纹扩展相关子程序)用于这种模拟。
此外，我很高兴知道任何建议，想法或指导方针，我的问题。
的问候。
嗨，也许太晚了
你好,
也许现在回复已经太晚了。无论如何……
预先存在的裂纹和扩展的裂纹最终会相互切割吗?如您所知，XFEM可以很好地模拟任意数量的非相交裂纹。关于交叉裂缝，请参阅Daux等人的特殊富集策略或Angelo Simone等人的论文。
谢谢你的盛情款待
谢谢你的精彩话题!
这里我想知道XFEM是否适用于模拟土体材料的不连续界面，例如滑动边坡的界面。
任何建议或评论都很感激。
我猜是在一条滑滑梯上
我猜在滑动平面上，切线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。你应该停止这个，因为有人可能已经这样做了。
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正常的压缩加载(假设发生)。当我使用ABAQUS用拉伸加载模拟这个问题时，它是OK的。然而，当施加压缩加载时，在定义富集的元素中会出现不连续。
谨致问候,
Sangyul哈
嗨，Sangyul，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，就可以采用充实法独立于网格对这些不连续面进行建模。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，那么裂缝应该是闭合的。我不知道在Abaqus中你用了哪个构成法来破解。
请注意，我对压缩载荷下的裂缝没有任何经验。以上只是我的想法。
范围内
嗨，我也有一样的
你好,
我也有同样的问题，我认为在压力下，abaqus不会激活浓缩。
裂纹尖端周围的精度更高
你好,
我是一名航空航天专业的硕士研究生，我的期末项目是用扩展有限元法(XFEM)研究薄曲面板中的裂纹扩展。
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。如何将误差降低到1%我有大约5-30%的误差。
看看吧
http://aim.upv.es/doc/XFEMAbq.zip
我对这个问题很抱歉
由于peopleeeeeeeeee
复合材料断裂韧性分析
拉曼
VIT大学，维洛尔
XFEM方法Abaqus 6.11:帮助请求
你好
我使用的方法XFEM在有限元分析
我想要跟踪裂纹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．?
我主辅修几次但是它不起作用．
非常感谢
软件实现xFEM
你好,
有没有人可以给我提供有关ANSYS或Abaqus, XFEM分析(特别是多相流的求解)的教学资料?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Sarah
我对abaqus不熟悉。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
裂缝没有扩大。只是在
裂纹线在两个表面之间。我该怎么做
裂纹尖端通过所画的线传播?
谢谢