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| 特色功能 | ||||||||||||
| XFEM技术 | ||||||||||||
| XFEM是由美国西北大学的国际计算力学泰斗Belytscho院士提出并完善的先进断裂扩展计算技术。XFEM技术实现了裂纹网格独立于几何模型网格，它带来了两个方面的技术进步：1.裂纹网格与几何模型网格分别建模；2.裂纹扩展走向不再依赖于几何模型网格。这两点技术进步在裂纹扩展模拟中具有革命性意义。 | ||||||||||||
| 由于几何模型与裂纹模型的尺寸差异较大，同时裂纹具有尖锐的形状，传统断裂分析中含裂纹模型建模难度非常大，网格划分复杂，而ALOF中裂纹网格与几何模型网格可以分别建模再进行组合，建模的灵活性和便捷性得到了大幅提高。另外几何模型网格既可以是六面体单元也可以是四面体单元。 | ||||||||||||
图1 裂纹模型和几何模型单独建模与组合 |
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| 左侧传统有限元单元法在仿真疲劳裂纹扩展时必须沿单元边界进行“断裂”，因此在处理动态裂纹扩展分析中需要频繁的剖分网格，大规模工程问题的计算效率和精度难以得到保证；而右侧的XFEM则可以从单元内部断开，无需对网格进行重剖分，即可自动实现裂纹的动态分析。 | ||||||||||||
传统有限元只能从单元边界断开 XFEM裂纹可以从单元内 |
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| VNM技术 | ||||||||||||
| 裂纹尖端有奇异的应力场，需要划分足够细密网格才能达到足够的分析精度。采用传统的全局加密方式或者划分裂纹扩展区域的局部加密，都不足以有效减小模型规模。图3展示了基于虚节点的新型多边形插值有限元VNM技术，在裂纹扩展过程中实现了裂纹尖端区域网格的自动局部加密，也就是裂纹尖端扩展到哪里，尖端附近的一个微小区域就自动加密。 | ||||||||||||
裂纹尖端分层高精度加密算法这种新型有限单元技术具有 |
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| 完全的自主知识产权，它实现了裂纹尖端区域网格的自动分层加密，从而大幅提高了XFEM求解裂纹尖端应力场的精度，同时由于无需重新剖分和全域加密网 格，计算效率也获得了极大提升。 | ||||||||||||
一个任意个节点的单元 虚节点法的插值函数 |
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