近日，我实验室博士生田富成等在李良彬研究员的指导下在Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering上发表题为An adaptive edge-based smoothed finite element method (ES-FEM) for phase-field modeling of fractures at large deformations的专题文章。
本工作首次在基于自适应边缘光滑有限元的框架内给出了大变形的格里菲斯型相场的格式。其中，断裂相场模拟因其在处理复杂裂缝方面的突出性能而引起了广泛的关注。而ES-FEM则是将无网格思想和有限元法(FEM)相结合发展起来的S-FEM家族的优秀成员，具有精度高、刚度较软、对网格畸变不敏感的特点。因此，本文所提出的方法充分结合了相场法和ES-FEM的优点。考虑到PFM和ES-FEM计算量大的问题，提出了一种设计良好的多级自适应网格计算策略，大大提高了计算效率。在此基础上，我们总结概述了PFM与ES-FEM耦合的具体数值实现方法。此外，对几个具有代表性的算例进行了重新计算，并与实验和文献结果进行了比较，验证了该方法的有效性。值得注意的是，该工作首先再现了橡胶断裂实验中裂纹因冲击弱界面而发生的偏转，如图1所示。
以上研究工作得到国家自然科学基金（51633009, 51790500）的资助。
文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045782520305612#d1e9653