ALOF的技術優勢

ALOF (Analysis Laboratory of Failure)軟件由University of Iowa、University of Glasgow與National University of Singapore的三位研究人員通力合作研發。主要目標就是為用戶提供一個對含缺陷產品方便精確進行模擬計算的軟件平臺，以評估裂紋和缺陷的安全性。ALOF的計算精度已為大量的實驗和學術論文所證明。ALOF的主要功能和特色為：

⑴ 方便快捷地模擬含裂紋或缺陷體的失效破壞過程，評估裂紋的安全性與結構的可靠性。建立CAE模型的時可不預設裂紋形狀，裂紋擴展過程無需人工干預；為提高分析精度，可以在裂紋附近進行高效的分層加密。

⑵ ALOF擁有友好的用戶交互界面，用戶可以在交互界面上建立CAE網格模型，定義材料和荷載以及選擇多種裂紋求解算法。ALOF可以根據分析結果自動生成失效或破壞過程的動畫，并快捷生成用戶所需要的失效分析報告。

ALOF采用了以下兩個關鍵技術解決失效過程模擬：

⑴ XFEM-擴展有限單元法

1994年美國西北大學Belytshcko教授提出的無網格法給出了一種便捷模擬失效過程的途徑。1999年美國西北大學的Moes博士在在此基礎上提出了XFEM技術，這種技術兼具了傳統CAE方法的優勢和失效模擬的便捷性。隨后出現了XFEM研究熱潮，XFEM已趨向成熟，并成功在ABAQUS中應用。

圖. 裂紋尖端及路徑

XFEM實現了裂紋獨立于CAE網格模型，使得建立網格模型和裂紋擴展的過程中不需要考慮裂紋。

圖. XFEM的3D裂紋的模擬

⑵ 虛擬節點法

多邊形有限元法指CAE網格的形狀可以為任意多邊形。ALOF的開發人員開發了虛擬節點法，從而使得多邊形有限元技術發展并應用到了三維工程計算。利用虛擬節點法可以實現裂紋附近網格的自動分層加密，這種功能目前還沒有發現市場上的其他任何軟件擁有。

圖. 虛擬節點法模擬失效裂紋附近的分層加密

ALOF目前已完成基本功能與結構研發工作，具備二維和三維復雜結構的強度與裂紋失效破壞分析，下面給出ALOF計算的產品實例：

圖. ALOF建立百萬單元級網格模型

圖. ALOF建立裂紋和荷載模型 4

圖. ALOF在裂紋附近的職能分層加密

圖. ALOF生成裂紋擴展的動畫 

圖. ALOF 對典型2D裂紋的模擬（雙孔孔邊裂紋）

圖. ALOF 對典型2D裂紋的模擬（巴西圓盤） 6

圖. ALOF 對典型2D裂紋的模擬（混合型裂紋）

圖. ALOF 對壓力容器3D裂紋的計算

圖. ALOF 對典型3D裂紋的模擬