疲劳裂纹扩展模拟的线性光滑扩展有限元方法

本文将线性平滑和水平集方法与XFEM相结合，提出线性光滑扩展有限元法（LSmXFEM）模拟疲劳裂纹扩展。与传统的扩展有限元方法不同，LSmXFEM不需要特殊的数值积分技术来积分刚度矩阵中的项，应力强度因子（SIF）通过使用相互作用积分技术的域形式来评估，疲劳裂纹扩展速率使用广义巴黎定律和最大环向应力准则进行评估。对商用CR5级冷成型钢制成的紧凑拉伸CT试样进行了实验研究，基于广义巴黎定律和最大环向应力准则进行疲劳裂纹扩展分析，实验结果表明，LSmXFEM预测的疲劳寿命和裂纹路径与实验结果吻合良好。