本帖最后由 shifang157300 于 2017-4-16 17:32 编辑
ANSYS16.0新增扩展有限元XFEM裂纹扩展仿真简介(原创)
1 引言 早在两年前,就听安世亚太的人说ANSYS15.0将加入XFEM,但结果令人失望。左盼右盼,终于在ANSYS16.0中等来了扩展有限元(Extended Finite ElementMethod)XFEM功能。首先,对于不知道XFEM为何物的朋友们,建议看下这篇文献:
欢迎联系我讨论关于XFEM断裂模拟的相关问题,QQ:1549221758
2 ANSYS16.0 XFEM简介
ANSYS16.0发布时候关于结构分析的简介中并未提及XFEM,由此可见ANSYS中的XFEM功能也不会太让人满意,看了其帮助文档(,3.2节)后发现,事实确实如此。将ANSYS16.0 XFEM特征概况如下:
(1)基于虚拟节点法,与Abaqus一致。
(2)仅支持线弹性材料。
(3)不支持裂尖增强,同样与Abaqus一致,这就导致裂纹尖端不能落在单元内部,只能位于单元边界上。
(4)必须事先给定初始裂纹,即不支持裂纹的自动萌生。鸡肋的是,初始裂纹的定义居然要通过给定水平集值的方法来实现:
XFDATA,LSM,ELEMNUM,NODENUM,PHI
(5)支持粘聚裂纹。
(6)支持PLANE182(4节点四边形单元,用于2D平面问题分析)及SOLID185(8节点正方形单元,用于3D问题分析)这两种单元。
(7)仅支持准静态分析,不支持动态断裂。
(8)裂纹每次只能扩展一个单元长度。
(9)仅支持两个裂纹扩展准则:STTMAX,最大周向应力准则(Maximum circumferential stress criterion);PSMAX(Circumferential stress criterion)。
(10)当裂纹面受压时,俩裂纹面之间为无摩擦接触状态。
ANSYS16.0帮助手册的最后附加了一个梁三点弯曲试验模拟的例子,并附有命令流(),大家可以参考学习。
3 路漫漫其修远兮
如今,XFEM的研究已经取得了很多进展,如:
(1)动态断裂,包括爆炸问题的仿真;
(2)水力压裂模拟;
(3)裂纹交汇扩展;
(4)正交各向异性材料内裂纹扩展;
(5)双材料界面裂纹等。
然而,我们在ANSYS16.0中看到的XFEM功能实在有限,本来就是姗姗来迟(Abaqus早在6.9版本就已增加XFEM功能),而如今来了,带来的功能着实让人失望。
欢迎大家跟帖交流,水平有限,如有错误,敬请指出。
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