㈠ 基於XFEM的裂紋擴展模擬過程詳解和模擬經驗交流（三）
第三部分、基於XFEM_COHESIVE & VCCT的裂紋擴展模擬分析
在繼續上文探討的同時，為了避免混淆，本文特將cohesive和VCCT兩種模型單獨解析，並比較它們與Paris模型模擬之間的異同。盡管使用頻率較低，但本文力求詳盡闡述，以便讀者能夠對這些模型有更深入的理解。
通用靜態分析步下的XFEM_COHESIVE裂紋擴展模擬
三種方法默認採用MTS准則進行裂紋擴展方向判斷。合理網格劃分與正確邊界條件設定後，裂紋擴展路徑趨同。關鍵在於疲勞裂紋擴展壽命的模擬，它與模擬模型和材料參數緊密相關。若模擬結果不佳，嘗試更換模擬模型或調整參數。
### 1.預制裂紋模擬設置
在無需預制裂紋的情況下，程序根據定義參數判斷裂紋起裂條件。牽引分離定律判斷損傷程度，包括最大主應力、臨界能量釋放率或最大位移條件。
### 2.材料參數定義
除彈性模量E和泊松比μ外，還需定義牽引分離定律參數：最大主應力、最大主應變以及損傷演化條件（臨界能量釋放率或臨界位移）。損傷穩定系數一般設置為1e-5，輔助模擬收斂。
### 3.損傷演化機制
基於損傷力學原理，當單元應力應變狀態滿足損傷演化條件時，損傷程度增加，直至完全失效，表現為裂紋的形成。
### 4.模擬步驟概覽
通過通用靜態分析步和直接循環步對比，分析靜態載入與循環載入下的裂紋擴展結果。
### 結果展示
對比靜載步+循環載荷、循環載荷步+循環載荷下的模擬結果，強調了循環載荷步下收斂困難。同時，提供對預制裂紋與擴展路徑、疲勞壽命與靜載荷下的對比分析，體現疲勞效應顯著縮短結構壽命。
通用靜態分析步下的XFEM_VCCT裂紋擴展模擬
VCCT模型相較於cohesive，操作更為簡化。僅需定義E和μ，然後在接觸屬性中輸入臨界能量釋放率，即可實現模擬。整體流程與cohesive模型類似。
### 結論
本文旨在系統介紹基於XFEM的裂紋擴展模擬方法，通過cohesive和VCCT模型的解析，強調了模擬技術在實際應用中的靈活性與復雜性。理論與實踐並重，鼓勵讀者深入探索並進行二次開發。對於內容中的不足之處，歡迎業內專家批評指正。如有幫助，還請點贊關注，以促進知識共享。