ABAQUS 扩展有限元法应用

1、Part

创建一个2维可变形平面模型，选择矩形两个端点为（0，0）和（60,60）。创建一个2维可变形的线模型，端点坐标为（0,27.2）和（7,27.2）。选择裂纹Y方向值为7是为了体现XFEM的优点，即不与网格边界相重合。装配完之后的模型如下图所示，不用调整部件的位置。

2、Property

定义弹性模量70E3Mpa，泊松比0.3。

采用最大主应力失效准则，最大主应力达到100Mpa时失效。

3、Step

创建Static，General的分析步，并打开几何非线性。在Field Output里勾选Failure/Fracture > PHILSM,Level set value phi以及State/Field/User/Time >STATUSXFEM,Status of xfem element前面的对号来设置后处理中裂纹的显示，不勾选后处理结果中将不显示裂纹。

4、Crack Interaction

选择Special > Crack > Creat来创建裂纹，在弹出的菜单中选择使用XFEM的方式，并给裂纹命名。

点击Continue，首先选择整个矩形为裂纹扩展的区域，然后点击中键确认。接下来选择裂纹，在Crack location前面的方框勾选对号，这样可以我们自己手动选择，点击后面的箭头标志，进入选择模式，点击模型中作为列为的一条线，中键确认。

点击Create Interaction，选择初始分析步，类型选择XFEM crack growth。Ok确认，裂纹就定义完成了。

5、BC

下边缘完全固定，上边缘在x方向1的位移，图中x方向为水平向右。

6、Mesh

各边界网格单元长度为4，裂缝不需要进行网格划分。默认的单元类型为减缩积分会导致不收敛，单元选择CPS4即可。

7、Result

可以看到裂纹在扩展过程中穿透单元向前扩展。

本文来源：有限元在线