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三點彎試驗是評估加固結構抗彎性能的重要手段。擴展有限元法（XFEM）能有效模擬裂縫的萌生與擴展，無需對網格進行復雜的重劃分。Abaqus 軟件作為強大的有限元分析工具，為我們模擬 UHPC 加固混凝土三點彎試驗提供了理想平臺。本模擬旨在深入探究 UHPC 加固混凝土梁在三點彎加載下的力學響應和裂縫擴展規律。

<div contenteditable="false" width="100%"><div><img src="https://img.jishulink.com/upload/201812/2c49b1343833446bb72c8c083045b0ab.jpg" title="同一個模型下擴展有限元xfem與圍線積分裂紋擴展--結果對比2.jpg" alt="同一個模型下擴展有限元xfem與圍線積分裂紋擴展

圖 8 繪制歷程變量曲線圖 9 繪制P-CMOD曲線圖 10 模型 U2 云圖（左）和 P-CMOD 曲線（右）圖 11 P-CMOD 曲線模擬值與實驗值對比結論 本次研究基于Abaqus的擴展有限元功能，模擬了混凝土三點彎曲梁在受力作用下發生I型斷裂的過程，并與實驗P-CMOD曲線進行對比，具有很高的吻合度，可以較為真實的模擬混凝土I型斷裂行為

前言 擴展有限元法（XFEM）是解決裂紋、孔洞、夾雜等間斷問題最有效的數值方法，該方法是在傳統有限元的位移模式中增加了能反映間斷問題的改進函數項，同時附加了節點自由度，采用水平集法（LSM）描述追蹤界面動態變化。與傳統有限元相比，擴展有限元法所使用的計算網格與結構內部無關，無需多次進行網格重劃分，大大降低了計算成本。

自1999年美國西北大學以Belytschko教授為代表的計算力學課題組[1]提出的擴展有限元概念至今已有23年，該理論基于傳統有限元的單位分解思想，在不連續位置通過富集自由度的形式表達不連續場，既保持了計算過程中的收斂性，又可以很好的解決傳統有限元在面對不連續問題時的困境。

擴展有限元法(XFEM)及其應用[J]. 力學進展，&nbsp;2005，&nbsp;35(1): 5-20.

二、Abaqus 中的 XFEM 擴展有限元法（XFEM）是一種用于模擬裂紋擴展的數值方法。與傳統的有限元法相比，XFEM 不需要對裂紋進行重新網格劃分，可以有效地模擬裂紋的任意路徑擴展。

1、 引言?本案例借助擴展有限元法（XFEM），深入探究纖維混凝土在受力狀態下的裂縫擴展特性及力學響應規律。通過構建合理的有限元模型，并運用 XFEM 處理裂縫問題，實現對纖維混凝土復雜力學行為的高精度模擬，最終完成對裂縫擴展過程及力學性能的分析與研究。?

圖1 保持架應力集中區域A、B、C和D 二、有限元建模 擴展有限元法(extended finite element method,XFEM)是1999年提出的一種求解不連續力學問題的數值方法, 它繼承了常規有限元法(CFEM)的所有優點, 在模擬界面、裂紋生長、復雜流體等不連續問題時特別有效

本案例建立包含隨機多邊形粗骨料、界面過渡區（ITZ）及水泥砂漿在內的細觀混凝土梁二維模型，對混凝土梁在三點彎曲工況下進行有限元模擬，展示混凝土梁跨中部位的裂縫發展情況。 在Abaqus CAE軟件內，采用AbyssFish RandomPolygon2D V2.0插件建立多邊形粗骨料、實體界面過渡區、水泥砂漿三部件混凝土細觀模型。

2 XFEM工作機理擴展有限元法(XFEM)【Abaqus 2021 擴展有限元 XFEM新功能；[最新文獻]錨桿加固全飽和斷裂多孔介質的數值過程】是21世紀初開發的一種新的數值方法[Belytschko T., Black T., 1999, Elastic crack growth in finite elements with minimal remeshing, International

</div><div contenteditable="false" width="100%">您將學習：1.斷裂力學基礎和疲勞裂紋擴展：</div><div contenteditable="false" width="100%">2。有限元法 （FEM） 和擴展有限元法 （XFEM）&amp;nbsp;&amp;nbsp;– FEM 的核心原理及其如何應用于裂紋擴展模擬。

這種現象首先由MacNeal指出，考慮下列的梯形單元，其坐標在參考平面x-z中可以表示為： 考慮純彎曲變形的梁中M/EI=1，v=0，則梁的位移的解析解為： 或者使用等參坐標表示為： 則有限元的位移為： 對應的應變場為： 而實際的解析應變場為： 比較解析解和有限元解可知，當時，二者不相等。

今天木木要給大家介紹一款大型的擴展有限元開源程序：PhiPsi。 2021年從一本書（《擴展有限元理論及Fortran編程》）中看到PhiPsi的介紹，當時就被它的XFEM功能所吸引。至今已經接觸該程序將近兩年時間了，解決了很多棘手的問題。

圖1 保持架應力集中區域A、B、C和D 二 有限元建模 擴展有限元法(extended finite element method,XFEM)是1999年提出的一種求解不連續力學問題的數值方法, 它繼承了常規有限元法(CFEM)的所有優點

ABAQUS中帶預制裂縫XFEM的纖維混凝土開裂-纖維帶取向度（隨機、水平、垂直、特定取向度） 亮點：纖維的隨機分布角度對纖維混合基體整體性能的影響 開展帶預制裂縫的隨機亂向鋼纖維混凝土（SFRC）和定向鋼纖維混凝土(ASFRC)試件的三點彎曲靜載斷裂試驗。

有限元建模技術4.1 XFEM簡介擴展有限元法(extended finite element method,XFEM)是1999年提出的一種求解不連續力學問題的數值方法, 它繼承了常規有限元法(CFEM)的所有優點, 在模擬界面、裂紋生長、復雜流體等不連續問題時特別有效, 短短幾年間得到了快速發展與應用.