混合模式脆性断裂扩展的三维自适应稳定/广义扩展有限元方法的验证

本文将稳定广义/扩展有限元法(SGFEM)与网格自适应相结合，用于对混合模式脆性断裂传播进行稳健且计算高效的模拟。利用裂缝前缘的h细化和分析区域的p富集来控制离散化误差。采用基于Griffith准则的线弹性断裂力学(LEFM)模型。在每个裂缝扩展步骤中使用LEFM比例关系来反向计算满足Griffith准则的应力强度因子。因此，无需迭代就可以找到符合Griffith准则的载荷缩放参数或裂缝尺寸。对I型和I+II型裂缝扩展问题进行了实验验证，观察到SGFEM与实验结果吻合较好，包括断裂路径、裂缝张开位移(COD)以及载荷和裂缝长度与COD曲线的关系。并对该方法的计算效率进行了评估。