擴(kuò)展有限元
關(guān)注創(chuàng)建者：歸一 創(chuàng)建時(shí)間：2020-06-06
擴(kuò)展有限元的視頻教程
ABAQUS裂紋專題篇--三維裂紋擴(kuò)展之兩種預(yù)制裂紋的擴(kuò)展有限元
詳細(xì)的講解了xfem理論部分，讓大家在使用xfem的時(shí)候熟知其基本原理；詳細(xì)的講解了擴(kuò)展有限元三維裂紋擴(kuò)展的兩種預(yù)制裂紋的方法；對比分析了遠(yuǎn)場圍線積分求裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子與擴(kuò)展有限元求裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的優(yōu)缺點(diǎn)等。
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ABAQUS裂紋專題篇--有/無預(yù)制裂紋擴(kuò)展有限元之三點(diǎn)彎曲
詳細(xì)講解擴(kuò)展有限元方法，以及分別采用預(yù)制裂紋的擴(kuò)展有限元、無預(yù)制裂紋擴(kuò)展有限元對三點(diǎn)彎曲進(jìn)行了模擬，對應(yīng)用過程中關(guān)鍵部位進(jìn)行了警示。
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擴(kuò)展有限元的實(shí)例教程
<div contenteditable="false" width="100%"><div><img src="https://img.jishulink.com/upload/201812/2c49b1343833446bb72c8c083045b0ab.jpg" title="同一個(gè)模型下擴(kuò)展有限元xfem與圍線積分裂紋擴(kuò)展--結(jié)果對比2.jpg" alt="同一個(gè)模型下擴(kuò)展有限元xfem與圍線積分裂紋擴(kuò)展--結(jié)果對比2.jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/201812/2c49b1343833446bb72c8c083045b0ab.jpg?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/201812/2c49b1343833446bb72c8c083045b0ab.jpg?
展開 ABAQUS中擴(kuò)展有限元（XFEM）功能簡介
擴(kuò)展有限元（Extended Finite Element Method）是一種解決斷裂力學(xué)問題的新的有限元方法，其理論最早于1999年，由美國西北大學(xué)的教授Belyschko和Black首次提出，主要是采用獨(dú)立于網(wǎng)格剖分的思想解決有限元中的裂紋擴(kuò)展問題，在保留傳統(tǒng)有限元所有優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，并不需要對結(jié)構(gòu)內(nèi)部存在的裂紋等缺陷進(jìn)行網(wǎng)格劃分。
ABAQUS基于在非線性方面的突出優(yōu)勢，在其6.9的版本中開始加入了擴(kuò)展有限元功能，到6.13做了一些修正，加入了一些可以被CAE支持的關(guān)鍵字。目前為止，除了手動編程，能夠?qū)崿F(xiàn)擴(kuò)展有限元常用的商業(yè)軟件只有ABAQUS，今天，我們就來談?wù)凙BAQUS中如何實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展有限元。
詳見附件:
...ABAQUS中擴(kuò)展有限元（XFEM）功能簡介.pdf
展開 在之前的文章中，曾介紹了Abaqus中金屬結(jié)構(gòu)XFEM分析以及基于內(nèi)聚力的復(fù)合材料擴(kuò)展有限元分析，詳情可點(diǎn)擊以下鏈接。
擴(kuò)展有限元（XFEM）在結(jié)構(gòu)斷裂分析中的應(yīng)用（1）（附案例）
【案例解析】如何使用XFEM擴(kuò)展有限元模擬復(fù)合材料裂紋擴(kuò)展
由于復(fù)合材料失效模式繁多，采用內(nèi)聚力模型時(shí)難以準(zhǔn)確預(yù)測復(fù)合材料結(jié)構(gòu)面內(nèi)的復(fù)雜失效模式，因此，通常需要結(jié)合一些新的復(fù)合材料強(qiáng)度理論，如Hashin，Puck，LaRC05等，有關(guān)先進(jìn)復(fù)合材料強(qiáng)度理論的內(nèi)容，可查看復(fù)合材料力學(xué)公眾號前期推送的《復(fù)合材料失效理論知多少》專題，可在歷史文章中查找，此處不再贅述。
通常在做復(fù)合材料漸進(jìn)失效分析時(shí)，多采用UMAT、VUMAT、USDFLD、VUSDFLD等子程序來實(shí)現(xiàn)失效理論和損傷演化方式在有限元中的集成。上述方法都是通過單元刪除或者單元剛度退化來表征裂紋的擴(kuò)展。且傳統(tǒng)的有限元方法（FEM）在處理這類問題時(shí)需要在局部對網(wǎng)格進(jìn)行極其細(xì)致的劃分。而擴(kuò)展有限元方法（XFEM）則可以打破這種局限性，在遇到應(yīng)力場或者局部應(yīng)力梯度較大的問題時(shí)，XFEM并不需要在某個(gè)特定的局部對網(wǎng)格進(jìn)行特殊的處理，也可以得到比較準(zhǔn)確的預(yù)測值。與此同時(shí)，XFEM還可以在沒有預(yù)制裂紋路徑的情況下，不需要重新劃分網(wǎng)格實(shí)現(xiàn)裂紋沿著任意路徑擴(kuò)展。
2017版之后的Abaqus中所集成的LaRC05準(zhǔn)則便是通過擴(kuò)展有限元方法來模擬裂紋擴(kuò)展，且在2021版以后又做了一些改進(jìn)，具體可查看公眾號以前發(fā)布的3篇文章。
展開 有限元模擬裂縫通常采用分離裂紋模型、分布裂縫模型和內(nèi)嵌裂縫單元模型。分離裂縫模型需預(yù)設(shè)裂縫擴(kuò)展路徑或不斷調(diào)整網(wǎng)格；分布裂縫模型有應(yīng)力鎖死問題；內(nèi)嵌裂縫單元模型單元間不協(xié)調(diào)。
擴(kuò)展有限元法（XFEM: eXtend Finite Element method）是一種新的數(shù)值方法，裂縫擴(kuò)展過程模擬中，無需預(yù)設(shè)開裂路徑和調(diào)整網(wǎng)格。
附件是我收集的幾篇有關(guān)論文，其中有基于ABAQUS平臺進(jìn)行的裂縫分析，有興趣的可以研究一下，有什么進(jìn)展希望能夠共享 。
擴(kuò)展有限元法1.rar
擴(kuò)展有限元法2.rar
展開 分析類型：基于擴(kuò)展有限元（XFEM）模型的裂紋擴(kuò)展現(xiàn)象模擬
分析平臺：ANSYS17
技術(shù)難點(diǎn)：斷裂模型建模
關(guān)鍵詞：斷裂力學(xué) 擴(kuò)展有限元 裂紋擴(kuò)展
完成人：技術(shù)鄰ANSYS專家
業(yè)務(wù)咨詢網(wǎng)址：http://www.yqgqt.org.cn/content/other/402981
技術(shù)背景：金屬的斷裂損傷
工程意義：金屬損傷
研究對象：帶孔板
初始裂紋位置1的裂紋擴(kuò)展
初始裂紋位置2的裂紋擴(kuò)展
擴(kuò)展有限元的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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擴(kuò)展有限元的最新內(nèi)容
考慮熱源的瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器13小時(shí)前
關(guān)鍵詞：熱源，瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元，自研
在《瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器開發(fā)》一文中，我們介紹了自研的二維瞬態(tài)熱傳導(dǎo)求解器。
當(dāng)時(shí)那個(gè)控制方程沒有考慮熱源，邊界條件中只涉及溫度、熱流、對流。然而在很多問題中，熱源才是最關(guān)鍵的邊界條件，比如電發(fā)熱、化學(xué)反應(yīng)生熱。
熱源的處理
熱源是體熱，相對應(yīng)的熱流是面熱。兩者處理方式類似，都是根據(jù)單位熱功率值和幾何尺寸計(jì)算熱功率，然后加到控制方程矩陣的右側(cè)
關(guān)鍵詞：CFD，有限元，對流項(xiàng)，繞流，迎風(fēng)格式，湍流模型
在《流體有限元求解器開發(fā)-不可壓定常流動模型》一文中，我們介紹了考慮對流項(xiàng)的不可壓流動求解器的實(shí)現(xiàn)。
然而正如所預(yù)料的那樣，一旦流速高一些，或者粘性小一些，仿真結(jié)果就容易發(fā)散，收斂性成為一大難題。
為了解決這個(gè)問題，CFD大神們想出了各種手段，有的嚴(yán)格按照理論去處理盡力彌合。有的則主打靈感修正，問就是人工粘性、人工擴(kuò)散、人工穩(wěn)定
<h3><strong>【版權(quán)聲明與技術(shù)存證】關(guān)于某型“巷道超前支架”結(jié)構(gòu)有限元分析報(bào)告的公開撤回聲明</strong></h3><p><strong>一、 成果歸屬與授權(quán)撤回</strong></p><p>本文發(fā)布內(nèi)容為本人針對某型巷道超前支架所做的有限元分析（FEA）階段性成果。</p><p><strong>合作背景說明：</strong> > 合作方：<strong>西安某礦業(yè)學(xué)科背景高校相關(guān)研究團(tuán)隊(duì)
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? 材料與失效，精準(zhǔn)復(fù)刻現(xiàn)實(shí)：內(nèi)置 300 + 材料本構(gòu)與失效準(zhǔn)則組合，覆蓋金屬、復(fù)合材料、泡沫、橡膠、混凝土、生物材料等全品類；集成 XFEM 擴(kuò)展有限元、非局部損傷、復(fù)合材料分層追蹤等模型，精準(zhǔn)模擬金屬撕裂、玻璃破碎、電池?zé)崾Э?、裝甲侵徹等復(fù)雜失效行為，為結(jié)構(gòu)安全評估提供數(shù)據(jù)級支撐。
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Abaqus復(fù)合材料鉚接有限元仿真分析2個(gè)月前
Abaqus復(fù)合材料鉚接有限元仿真分析，
上層碳纖維復(fù)合材料，內(nèi)插0厚度cohesive以模擬層間分層，下層AL
自沖鉚接三維模型，動態(tài)顯示分析，可提供cae，inp、VUMAT，odb文件，含變形云圖、應(yīng)力云圖，結(jié)果清晰，適合初學(xué)者學(xué)習(xí)參考！
鎂合金溫軋機(jī)支承輥有限元分析
有限元分析2個(gè)月前
摘要：
本文針對300mm鎂合金溫軋機(jī)支承輥開展有限元分析，采用ANSYS軟件（經(jīng)典界面）。對支承輥進(jìn)行靜強(qiáng)度分析，結(jié)果表明：支承輥?zhàn)畲笞冃瘟繛?.467×10^-4mm，滿足板形誤差要求；最大Von Mises應(yīng)力為67.6MPa，低于材料許用應(yīng)力（140~150MPa）。分析發(fā)現(xiàn)支承輥中間位置變形最大，軸頸與輥身接觸處應(yīng)力集中明顯。研究證實(shí)該支承輥設(shè)計(jì)滿足強(qiáng)度要求，為鎂合金溫軋工藝提供了理論依據(jù)
基于ABAQUS的汽車防塵罩有限元分析2個(gè)月前
<p>?</p><p>球頭銷總成是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸掛系統(tǒng)的一個(gè)重要部件，裝在轉(zhuǎn)向拉桿或控制臂上，與轉(zhuǎn)向和懸掛部件連接。它主要由球座、卡箍、防塵罩、壓板和球銷組成，其中最關(guān)鍵的零件為防塵罩，其性能影響到車輛的安全性和操縱性。防塵罩材料為橡膠，在使用過程中會發(fā)生很大的彈性變形。用一般的二維、三維CAD輔助設(shè)計(jì)無法確定防塵罩的運(yùn)動規(guī)律和形狀，因而無法判斷防塵罩在工作過程中是否有干涉；長期以來都是通過試制樣品后做臺架試驗(yàn)或路試來驗(yàn)證設(shè)計(jì)
瞬態(tài)熱傳導(dǎo)有限元求解器開發(fā)3個(gè)月前
關(guān)鍵詞：瞬態(tài)，熱傳導(dǎo)，有限元求解器，三角形單元
熱傳遞有三種方式：熱傳導(dǎo)、熱對流、熱輻射。就熱傳導(dǎo)問題而言，無論是結(jié)構(gòu)力學(xué)還是流體力學(xué)都會涉及，兩邊都沒拿它當(dāng)外人。
前面的文章提到過，結(jié)構(gòu)力學(xué)的有限元發(fā)展地非常成熟，大部分的剛度矩陣在文獻(xiàn)里面都推導(dǎo)好了。而流體力學(xué)的很多單元類型的有限元方程，可能需要自行推導(dǎo)完成。在熱傳導(dǎo)問題中，我采用加權(quán)余量法進(jìn)行處理，推導(dǎo)出了符合結(jié)構(gòu)力學(xué)有限元文獻(xiàn)中給出的剛度矩陣
