J·加森。；奥哈拉，P。；杜阿尔特，C.A。；W.G.巴特勒。 改进了广义有限元法中的显式裂纹表面表示和更新，并应用于三维裂纹合并。 （英语） Zbl 1352.74354号 国际期刊数字。方法工程。 97，第4期，231-273（2014）. 小结：本文改进了广义有限元法的三维裂纹扩展模拟能力。特别是，它提出了适用于显式裂纹表面表示和模拟的新更新算法，其中初始裂纹表面的尺寸显著增长（一个数量级或更多）。在整个扩展分析过程中，这些模拟对稳健的裂纹表面/正面表示提出了问题。提出的技术适用于高度非凸裂纹前沿的扩展和涉及显著不同裂纹前沿速度的模拟。此外，这些算法能够处理非平面裂纹表面的合并及其与域边界的相互作用引起的计算困难。提出了一种基于移动最小二乘近似的方法来处理裂纹表面聚并后高度非凸的裂纹前沿。文中给出了几个数值例子，说明了所提方法的鲁棒性和能力及其一些潜在的工程应用。 引用于11文件 MSC公司： 74S05号 有限元方法在固体力学问题中的应用 74兰特 脆性断裂 关键词：广义有限元；单位分割法；\（hp \）-方法；多尺度问题；计算断裂力学；扩展有限元法 软件：CGAL公司；铸造3M；FEA裂纹；NASGRO公司；Zencrack公司 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit{J.Garzon}等人，国际期刊数字。方法工程97，No.4，231--273（2014；Zbl 1352.74354） 全文： 内政部 参考文献： [1] Schijve，《结构和材料的疲劳》（2001年） [2] FEAClack Boulder，科罗拉多州，2013 [3] NASGRO/FLAGRO疲劳裂纹扩展计算机程序NASGRO/WLAGRO 2.0版，德克萨斯州休斯顿，1992 [4] Schöllmann，三维结构自适应裂纹扩展模拟新软件的开发，《工程断裂力学》70 pp 249–（2003）·doi:10.1016/S0013-7944（02）00028-0 [5] Wawrzynek，《三维断裂过程的分析、数值和实验方面》91（1988） [6] Zencrack Zentech国际有限公司2008http://www.zentech.co.uk/zencrack.htm [7] Ural，螺旋锥齿轮疲劳裂纹扩展的三维平行有限元模拟，《工程断裂力学》72 pp 1148–（2005）·doi:10.1016/j.engfracmech.2004.08.004 [8] Babuška I Melenk J 1995单位分解有限元法 [9] Babuška，单位分解法，《国际工程数值方法杂志》40 pp 727–（1997）·Zbl 0949.65117号 ·doi:10.1002/（SICI）1097-0207（19970228）40:4<727:：AID-NME86>3.0.CO；2-牛顿 [10] Duarte，三维结构力学问题的广义有限元方法，《计算机与结构》77 pp 215–（2000）·doi:10.1016/S0045-7949（99）00211-4 [11] Oden，一种新的基于云的hp有限元方法，应用力学和工程中的计算机方法153 pp 117–（1998）·Zbl 0956.74062号 ·doi:10.1016/S0045-7825（97）00039-X [12] Strouboulis，《广义有限元法》，《应用力学与工程中的计算机方法》190 pp 4081–（2001）·Zbl 0997.74069号 ·doi:10.1016/S0045-7825（01）00188-8 [13] Belytschko，最小重网格有限元中的弹性裂纹扩展，国际工程数值方法杂志45 pp 601–（1999）·Zbl 0943.74061号 ·doi:10.1002/（SICI）1097-0207（19990620）45:5<601:：AID-NME598>3.0.CO；2-S型 [14] 莫尔斯，无网格裂纹扩展的有限元方法，《国际工程数值方法杂志》46第131页–（1999）·Zbl 0955.74066号 ·doi:10.1002/（SICI）1097-0207（19990910）46:1<131:：AID-NME726>3.0.CO；2-J型 [15] Sukumar，三维裂纹建模的扩展有限元法，《国际工程数值方法杂志》48（11），第1549页–（2000）·Zbl 0963.74067号 ·doi:10.1002/1097-0207（20000820）48:11<1549:：AID-NME955>3.0.CO；2-A型 [16] Pereira，Hp-非平面三维裂纹的广义有限元法和裂纹表面表示，《国际工程数值方法杂志》77（5），第601页–（2009）·Zbl 1156.74383号 ·doi:10.1002/nme.2419 [17] Rabczuk，《使用单位分割法对裂纹扩展进行三维建模》，《计算机与结构》88（23-24），第1391页–（2009）·doi:10.1016/j.compstruc.2008.08.010 [18] Sethian，《计算几何、流体力学、计算机视觉和材料科学中进化界面的水平集方法和快速推进方法》（1999年）·Zbl 0973.76003号 [19] Gravouil，扩展有限元和水平集的非平面三维裂纹扩展——第二部分：水平集更新，国际工程数值方法杂志53（11）第2569页——（2002）·Zbl 1169.74621号 ·doi:10.1002/nme.430 [20] 莫尔斯，《用扩展有限元和水平集进行非塑性三维裂纹扩展——第一部分：力学模型》，《国际工程数值方法杂志》53（11），第2549页–（2002）·Zbl 1169.74621号 ·doi:10.1002/nme.429 [21] Duan，三维动态裂纹扩展的元素-局部水平集方法，《国际工程数值方法杂志》80（12），第1520页–（2009）·兹比尔1183.74269 ·doi:10.1002/nme.265 [22] Duflot，《用水平集表示裂纹的研究》，《国际工程数值方法杂志》70页1261–（2007）·Zbl 1194.74516号 ·doi:10.1002/nme.1915 [23] Chopp，用耦合扩展有限元/快速行进法研究多个共面裂纹的疲劳裂纹扩展，国际工程科学杂志41 pp 845–（2003）·兹比尔1211.74199 ·doi:10.1016/S0020-7225（02）00322-1 [24] Sukumar，三维疲劳裂纹扩展的扩展有限元法和快速推进法，《工程断裂力学》70 pp 29–（2003）·Zbl 1211.74199号 ·doi:10.1016/S0013-7944（02）00032-2 [25] Budyn，《脆性材料中多裂纹扩展的无网格方法》，《国际工程数值方法杂志》61（10）pp 1741–（2004）·兹比尔1075.74638 ·数字对象标识代码：10.1002/nme.1130 [26] Holl，《裂纹扩展和裂纹合并的自适应多尺度方法》，《国际工程数值方法杂志》93第23页–（2013）·Zbl 1352.74281号 ·数字对象标识代码：10.1002/nme.4373 [27] Fries，扩展有限元法和混合显-隐裂纹描述的裂纹扩展，《国际工程数值方法杂志》89（12），第1527页–（2012）·Zbl 1242.74113号 ·doi:10.1002/nme.3299 [28] Prabel B Charras T Simatos A Yuritzinn T Cast3m ECCOMAS扩展有限元方法专题会议X-FEM 2011非弹性材料中的三维裂纹扩展 [29] 穆萨维，《谐波富集函数：扩展有限元法中多个交叉和分支裂纹的统一处理》，《国际工程数值方法杂志》85 pp 1306–（2011）·Zbl 1217.74130号 [30] Duarte C Hamzeh O Liszka T Tworzydlo W三维动态裂纹扩展的单元划分方法1999年第五届美国计算力学全国大会297 [31] Duarte，用于模拟三维动态裂纹扩展的通用有限元方法，《应用力学和工程中的计算机方法》190（15-17）pp 2227–（2001）·Zbl 1047.74056号 ·doi:10.1016/S0045-7825（00）00233-4 [32] Pereira，使用hp通用有限元和面偏移方法的三维裂纹扩展，计算力学46（3），第431页–（2010）·Zbl 1398.74390号 ·doi:10.1007/s00466-010-0491-3 [33] Sobczyk，《随机疲劳：从数据到理论》（1992）·Zbl 0768.73054号 [34] Virkler，《疲劳裂纹扩展的统计性质》，《工程材料与技术杂志》101第148页–（1979）·数字对象标识代码：10.1115/1.3443666 [35] 巴黎，《裂纹扩展规律的临界分析》，《基础工程杂志》85 pp 528–（1963）·doi:10.115/1.3656900 [36] Kim，约束塑性问题的具有全局-局部富集函数的广义有限元方法，计算力学50（5）pp 563–（2012）·Zbl 1312.74037号 ·doi:10.1007/s00466-012-0689-7 [37] Torres JLG 2013机场道面反射裂缝三维数值分析 [38] 安德森，《断裂力学：基础与应用》（1994） [39] 钱，混合模式疲劳裂纹扩展：文献综述，工程断裂力学55（6）第969页–（1996）·doi:10.1016/S0013-7944（96）00071-9 [40] Schöllmann，预测多轴加载结构中裂纹发展的新标准，《国际断裂杂志》117 pp 129–（2002）·doi:10.1023/A:1020980311611 [41] 埃尔多安，《平面荷载和横向剪切作用下板的裂纹扩展》，《基础工程杂志》，第85页，第519页–（1963年）·数字对象标识代码：10.1115/1.3656897 [42] Garzon，用广义有限元法模拟三维裂纹扩展的应力强度因子提取，关键工程材料，裂纹扩展建模进展专刊560 pp 1–（2013） [43] Pereira，从广义有限元解中提取应力强度因子，边界元工程分析29，第397页–（2005）·Zbl 1182.74205号 ·doi:10.1016/j.enganabound.2004.09.007 [44] Szabo，《断裂力学：第十九届研讨会》，ASTM STP 969（1988） [45] Babuška，一类二阶粗糙系数椭圆问题的特殊有限元方法，SIAM数值分析杂志31（4）pp 945–（1994）·Zbl 0807.65114号 ·doi:10.1137/0731051 [46] 梅伦克，单位分割有限元法：基本理论和应用，应用力学和工程中的计算机方法139 pp 289–（1996）·Zbl 0881.65099号 ·doi:10.1016/S0045-7825（96）01087-0 [47] Duarte C 1996 hp云方法 [48] Duarte C Oden J 1995 Hp云——解决边值问题的无网格方法 [49] Duarte，《使用云的hp自适应方法》，《应用力学和工程中的计算机方法》139页237–（1996）·Zbl 0918.73328号 ·doi:10.1016/S0045-7825（96）01085-7 [50] Duarte，Hp云-一种Hp无网格方法，偏微分方程的数值方法12 pp 673–（1996）·Zbl 0869.65069号 ·doi:10.1002/（SICI）1098-2426（199611）12:6<673:：AID-NUM3>3.0.CO；2-P型 [51] Duarte，穿透厚度分支裂纹的高阶广义有限元法，《国际工程数值方法杂志》72（3）pp 325–（2007）·Zbl 1194.74385号 ·doi:10.1002/nme.2012年 [52] Simone，界面现象基于单位的不连续单元的划分：计算问题，《工程中数值方法的通信》20 pp 465–（2004）·Zbl 1058.74082号 ·doi:10.1002/cnm.688 [53] Wells，《使用有限元模拟粘结裂纹的新方法》，《国际工程数值方法杂志》50页2667–（2001）·Zbl 1013.74074号 ·doi:10.1002/nme.143 [54] 奥登，《计算与应用力学的最新发展》（1997） [55] Oden，《有限元数学与应用——亮点》，1996年（1997年） [56] Pereira，三维断裂力学问题中弯曲奇异性的广义有限元方法富集函数，计算力学44（1），第73页–（2009）·Zbl 1162.74473号 ·doi:10.1007/s00466-008-0356-1 [57] Sukumar，通过耦合扩展有限元和快速推进方法实现三维非平面裂纹扩展，《国际工程数值方法杂志》76 pp 727–（2008）·Zbl 1195.76390号 ·doi:10.1002/nme.2344 [58] Duarte，具有全局局部富集函数的广义有限元方法的分析和应用，应用力学和工程中的计算机方法197（6-8）第487页–（2008）·Zbl 1169.74597号 ·doi:10.1016/j.cma.2007.08.017 [59] Duarte，应用科学中的计算方法5，in：无网格技术的进展（2007） [60] Strouboulis，《使用基于网格的手册的广义有限元法：应用于多孔隙领域的问题》，《应用力学和工程中的计算机方法》192 pp 3109–（2003）·兹比尔1054.74059 ·doi:10.1016/S0045-7825（03）00347-5 [61] Duflot M Bordas S XFEM和网格自适应：方便的结合2008年第八届世界计算力学大会 [62] 莫尔斯，《处理复杂微观结构几何的计算方法》，《应用力学与工程中的计算机方法》192 pp 3163–（2003）·Zbl 1054.74056号 ·doi:10.1016/S0045-7825（03）00346-3 [63] Kim，使用具有全局局部富集函数的广义有限元方法分析相互作用裂纹，《应用力学杂志》75（5）第051107-1-051107页–（2008）·数字对象标识代码：10.1115/12936240 [64] Kim，《三维断裂力学问题分析：使用粗略广义有限元网格的双尺度方法》，《国际工程数值方法杂志》81（3）pp 335–（2010）·Zbl 1183.74285号 [65] Krysl，任意三维裂纹动态扩展的无单元Galerkin方法，《国际工程数值方法杂志》44 pp 767–（1999）·Zbl 0953.74078号 ·doi:10.1002/（SICI）1097-0207（19990228）44:6<767:：AID-NME524>3.0.CO；2-G型 [66] Mayer，流体-结构相互作用中三维高阶XFEM计算的界面处理，《国际工程数值方法杂志》79（7），第846页–（2009）·Zbl 1171.74447号 ·doi:10.1002/nme.2600 [67] Kettner，CGAL用户和参考手册（2012年） [68] Kettner，CGAL用户和参考手册（2012年） [69] Park，三维问题广义/扩展有限元方法中奇异富集函数的积分，《国际工程数值方法杂志》78（10）pp 1220–（2009）·Zbl 1183.74305号 ·doi:10.1002/nme.2530 [70] Jiao，面偏移：显式移动界面的统一框架，计算物理杂志220（2），第612页–（2007）·Zbl 1109.65020号 ·doi:10.1016/j.jcp.2006.05.021 [71] Garzon，《使用三维广义有限元法分析机场路面反射裂缝》，《道路材料和路面设计》11（2），第459页–（2010年）·网址：10.1080/14680629.2010.9690284 [72] Garzon，机场道面反射裂缝的双尺度三维分析，国际计算方法杂志10（6），pp 1350045-1–（2013）·Zbl 06702673号 ·doi:10.1142/S02198762135045X [73] Cacciola，CGAL用户和参考手册（2012） [74] CGAL，计算几何算法库2012网址：http://www.cgal.org [75] 里诺，CGAL用户和参考手册（2012） [76] Attali，多面体表面上点的delaunay三角剖分复杂性的线性界，《离散与计算几何》31（3），第369页–（2004）·Zbl 1063.68100号 ·doi:10.1007/s00454-003-2870-4 [77] Tada，《裂纹应力分析手册》（2000年）·doi:10.115/1.801535 [78] 兰卡斯特，移动最小二乘法生成的曲面，《计算数学》37（155），第141页–（1981）·Zbl 0469.41005号 ·doi:10.1090/S0025-5718-1981-0616367-1 [79] Swegle J Attaway S Heinstein M Mello F Hicks D 1994平滑粒子流体动力学分析 [80] Chang，《疲劳中裂纹与裂纹的相互作用和接合》，《工程断裂力学》16（5）pp 683–（1982）·doi:10.1016/0013-7944（82）90022-4 [81] Babuska，作为多重损伤分析工具的分裂方法，SIAM科学计算杂志26（4），第1114页–（2005）·Zbl 1149.65321号 ·doi:10.1137/S1064827502417167 [82] Swift，损伤容限能力（1992） [83] Buchholz，扭转载荷下单边缺口试样三维疲劳裂纹扩展的计算模拟和实验结果，《工程材料和结构的疲劳和断裂》28第127页–（2005）·数字对象标识代码：10.1111/j.1460-2695.2005.00864.x 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH 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