【EDF开源CAE】应用扩展有限元方法(XFEM)在Code_Aster中进行金属管道内表面的裂纹分析

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Code_Aster是法国电力集团(EDF)研发的一款开源有限元仿真软件,适用于固体力学、热学和声学等物理现象,具体细分为静力学、动力学、土-结构相互作用、流固耦合、传热学等方面的仿真分析,具备广阔的应用场景。Code_Aster通过核工业认证,满足法国核安全局和英国核监管部门要求,在各工业领域尤其是能源电力领域有大量的工程和研发应用案例。
断裂是材料构件破坏的重要形式之一,宏观的裂纹起源于材料中的微观缺陷。当宏观的裂纹发生失稳扩展贯穿整个构件时,材料就发生了断裂。因此裂纹的扩展是断裂力学研究的重点之一。
本案例使用Code_Aster的扩展有限元方法研究一个金属管道内表面的一个裂纹,以Heviside函数来表示界面的不连续位移场,简化了网格生成,也消除了传统有限元方法中队裂纹定义的约束。
使用Code_Aster的整体计算步骤如下图:
裂纹局部网格细化
使用PARAVIS将XFEM的计算结果进行后处理,得到一个可视化的计算结果。
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