用水平集方法描述不连续几何
扩展有限元分析中有利于裂纹处理的关键技术之一是裂纹几何描述，因为网格不需要与裂纹几何形状相一致。水平集方法，这是一个强大的数值分析和计算界面运动的技术，适合自然与扩展的有限元方法，并使得它能够模拟任意裂纹扩展，而无需重新网格。这是个很好的选择两次签署了协议，图示在图中3.有关更多详细信息，请参见水平集方法。
图3：用两个有符号距离函数o和w表示三维非平面裂纹
定义丰富的特征及其属性
个丰富的功能是一个模型的区域，指定的元素集，其中的有限元插值函数增强，以包括不连续性。换句话说，丰富的特征是模型中可以使用扩展有限元方法 (XFEM)对裂纹进行建模的区域。您必须指定一个丰富的功能和它的属性来使用XFEM。由于与不连续性建模相关的计算成本，限制丰富特性的范围可以提高计算性能。
丰富的特征可以模拟固定裂纹或扩展裂纹，但不能同时模拟两者。您必须在模型设置期间决定某个特定的富集特征是模拟静止裂纹还是扩展裂纹。对于一个固定的裂纹，富集函数包括渐近弹性裂纹尖端领域 (见介绍节点富集函数)。如果对扩展裂纹建模，则必须确保丰富特征足够大，以包括裂纹可能扩展的零件的所有区域。 您不应该包括裂纹不太可能在富集特征中扩展的区域(如果提前知道此信息) 。包括这些区域增加了计算成本，而不会对模型的准确性产生任何影响。有关裂纹萌生和扩展标准的其他细节在裂纹萌生和扩展中讨论。裂纹扩展方向
Abaqus中默认的XFEM实现不支持多个裂纹之间的相互作用或单个裂纹的分支。它是最适合的问题，只有一个单一的裂纹内模拟丰富的功能。实际应用通常需要对单个零件中的多个裂纹进行建模。零件可以不包含预先存在的裂缝，也可以包含一个或多个预先存在的裂缝，它还可以包含一个或者多个在分析过程中产生的裂缝。对于这样的应用程序，您可以在一个部分中使用多个丰富的功能(每个裂纹一个)或使用一个单一的丰富的功能来模拟一个以上的裂纹，虽然后一种方法有局限性。
-种方法与另一种方法的选择取决于在建立模型时指定多种富集特征的难易程度。这又取决于裂纹在起始和生长过程中彼此接近的程度。当您没有任何关于多个裂纹的潜在位置的先验知识或在复杂零件中分离出两个或多个不同的富集特征并不简单时，您可以选择单个富集特征。下面的段落提供了一些指导原则，以帮助您判断可以建模的情况类型，并为您的问题选择正确的建模方法，从水平集冲突的重要概念开始。
如使用水平集方法描述不连续几何图形中所讨论的，XFEM裂纹以水平集函数的节点值表示。水平集表示的一个要求是，在任何给定节点上的水平集函数必须具有唯一值。当一个以上的裂纹穿过一个单一的元素或相邻的元素的一个给定的节点，导致试图分配多个值的水平集函数在该节点违反了这一要求。这样的条件称为水平集冲突。如果在分析期间发生水平集冲突，则分析将以错误结束。在没有任何先验实验数据的情况下，裂纹扩展路径往往难以预测。这可能会在模拟之前导致不确定性，即如果对单个丰富特征中的多个裂缝建模，是否会发生水平集冲突。
如果零件中有多个预先存在的裂纹，您可以在单个富集特征中定义它们，只要这些裂纹在开始时彼此相对远离，并且在裂纹增长过程中彼此不靠近。此限制可确保在任何节点上都不会发生级别集冲突。网格细化可以帮助避免水平集冲突
默认情况下，裂纹起始会显示以下行为，以避免级别集冲突：
l富集特征中的裂纹不会产生，直到所有现有的裂纹扩展通过富集特征边界。如图4所示，裂纹2直到裂纹1传播通过富集特征边界才开始。
l裂纹萌生不能发生在预先存在的裂纹附近(因为这会立即导致水平集冲突)仅当两个或多个不相邻的元件在相同的时间增量内满足损伤起裂准则，且满足下列条件之一时，才能在富集特征内的非预定位置处产生一个以上的裂纹:
富集特征中没有预先存在的裂缝。
富集特征中的所有预先存在的裂纹都已通过特征边界传播
如果出现裂缝的元素启动共享节点，则会发生水平集冲突。
l新开始的第二个裂纹不能接近或进入已经开裂的元素。
图4：新的裂纹不能启动，直到现有的裂纹扩展通过特征边界
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