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ABAQUS xfem常见问题总结
4. Qusetion;
GZM模拟裂缝扩展或者分层中，出现这种情况，究竟该如何真正理解 '界面刚度及
它与'材料刚度•的区别？
Cause:一些人经常问这样的问题，虽然一些论坛上也有解释，但或多或少， 空待不
明确或者理無曙误.因此，有必要在此绐于进一步阐释」
Answer村料刚度E.描述村料变形行为.即应力应变的黄系=界両剛度K.在C2M 中捲述的是材糾分离厅为，固T£关系.虽然二着宴以由K=E/t转化.旦要注意二若的 本质区别匕界面刚度参数设置问懸.这是一个比较有爭1Z的°
K不能过大’也不能过小=过大的话，很可能会引起数值问題（矩阵〉：过小的话，会 引起变形与周围网格的变形不协调.不一致.
K主要受网搭艮寸（越小，相当于约审增多，造或鳴'软J ,材料内在性质.（界面强度） 的彰响.
K到底该如何确定（转目Simwgj ?
不同的研究者有不同的看法，Cam认为界面刚度为1e6：还育作者认为界面刚度为24 到27倍的界面强度毎单位绘度；也有研究耆认为界面刚®K=aEA・其中玄为楼数「逢 议取50 （此时界面刚曳对整体刚度的影咆小于2%」*在定Jtcohesive section时"厚 度都定为仁个人比较倾向第三个■:
可能由于czm没有明确的物理意文，才会导致这些爭谊・有关CZM的网格的尺寸效应， K的选择.多场耦合等目前都有很多的研究.建议多庚读相关文欷.此外+ AbaqusfM 用0厚度的单元是存在一些问題的+设0事度是有原因的，看我以前的息结’
3. Qusetiom
XFEM摸拟裂縫扩展中，出现这种情况，如何测得裘纹茫度?
Can紀:可能论立需要这项数据来表征断裂穩度或者进一步算比如K吧，但 我从很少见过论立上讨论了这个。一般都是用J积分或交互积分来应力强 度因子的.
Answer： （in my view）,首先裂纹篠拟的路径不是很准.蔑依赖于网格划 分方法和尺
寸（尺度效应），其次扩展路径不是很光滑:■我的方法是，在 后处理中做个讯也.拟合出一条光滑的直线或（曲）线，测其长度吧* （谁有这方面相关的论文可以发给我”学习下）
2. Qusetion:
XFEM模拟裂缝扩展中，出现这种情况，模拟结果与实验差距较大？
Cause: 1.实验与仿真模型，重要的方面差别较大，普如，边界条件（主 要），材料模型（本构.主要），断裂准则等等：2•断裂参数不准确，一般 通过标准实验获得，也可通过Inverse法：3•断裂参数如何应用，醫如，有 些参数适用于细观尺度.用来做宏观结构分析肯定是不合适的：4•模型如何 简化，关键杲根据研究对象，抓住主要因素或变董，忽路次要的：5•有些问 题，比如宏观多裂纹模拟，细观尺度的多裂纹，孔洞，位错，堀变，疲劳裂 纹，可能希要特定的材料模型，特定的处理，特定的方法（egXFEM需要 更改加强函数，积分算法）等等：6•常规的XFEM尖端引入了粘性区，如果 分析脆性极大的材料（裂尖屈服很小），自然不合适；7•误差分析，有限元 是一种近似，有些方法比较依赖网格尺寸（敏感性）||u"||SCF（—阶单 元）：8苴他
Answer：分别针对，1 •仔细并合理对待：2•按标准（美）设计实验或做模 拟；3•无；4•具体问题，具体分析；5•使其合理；6.develop xfem算法；1. 网格实验：8•无
常见的问题，原因及解答
1. Qusetion:
XFEM模拟裂缝扩展中，出现这种情况，n个增量步之后，出现不收敛导 致计算结束？ Caused.裂纹属于强不连续，非线性很强：尤其是n larger than某个N时， 力何非线性增大很多；2•网格方面，裂尖局部区域网格畸变，所以xfem出 现以前,remesh techs一度盛行;3•非线性材料，或者接触等额外非线性引 起的：4•边界条件设置不合理，譬如一些情况下要求边界对称，避免某个 自由度方向刚体位移，etc; 5.增量步大小设置不合理，譬如，过大（发 敵）,过小（严重增加计算成本）；6•预制裂缝与单元边界挨的太近，这 个体现在具体的数值实现细节上；7•求解器设置不合理•比如该用增量法 的，用成mN・R;8.其他（时间有限，不可能面面俱到）
Answer：分别针对，1 •无；2•局部细化：3•分开检验：4•约束多余的自由 度，避免重约束，（边界对称）,避免其他地方应力集中等等；5•使其合 理：6•岔开一定距离：7•合理设置：8•无
6. Qusetion:
随笔，個微分方程（PDEs）
偏微分方程的求解是科学与工程中常见的一类问题。许多问题的控制方程都是 偏微分方程。偏微分方程可分为椭圆型：弹性力学问题等.牠物线型：热传 导,渗流问题等，双曲线型^波动方程。
偏微分方程还可以分为边界值问题，初始值•边界值问题•
求解偏微分方程主要有解析法，半解析法，数值法。解析法的解有叫封闭無。 由于工程问题，大都杲复杂的求解域与边界，往往很难得到解析法.于是数值 法成为主要工具，另一个主要因素是计算机硬件的快速发展.为大规模计算提 供便利C
若限養鼻法，有限元法，有限体积法，边界元法，无网格法决及它们间的耦合, 成为主要的求解PDEs的工具。这些方法各有自己的优点与峡点，譬如有限体 积法都用于流体力学，有限差分法适用于边界简单的问题，边界元要求不能有 体力.一些无网格方法在引入Dirichletii界是需要特殊处理.比如罚函数法. 拉格朗日乘子法等等。当然，他们之间的比较还有很多很多.时间有限这里紧 list几个方面°
这些数值方法的核心是利用了离散的思想，将复杂的求粥域离散为简单的 subdomains.然后构造形函数去逼近变量的真实解。另外，可利用变分法能导 出弱表达式，这些表达式就是控制方程。（边界元是基于强形式的） 数值方法无不体现了逼近的思想，比如有限元中网格越小，解越精确。其次如 何保证解的稳定性，收敛性，一致性，准确性，是研究这些算法不得不考虑的 方面。
本文来源：https://www.wddqxz.cn/c00e234473fe910ef12d2af90242a8956aecaa7c.html
2022-07-28
