作者：文龙飞，王理想，田荣

作者单位：中物院高性能数值模拟软件中心，北京应用物理与计算数学研究所

来源：力学学报

相较于常规扩展有限元法(extended finite element method, XFEM)，改进型扩展有限元法(improvedXFEM)解决了现有方法线性相关与总体刚度矩阵高度病态问题，在数量级上提升了总体方程的求解效率，克服了现有方法在动力学问题中的能量正确传递、动态应力强度因子数值震荡、精度低卜问题.本文基于改进型XFEM，采用Newmark隐式时问积分算法，重点研究了动载荷作用卜扩展裂纹尖端应力强度因子的求解方法，与静力学方法相比，增加了裂纹扩展速度项与惯性项的贡献.

通过数值算例研究了网格单元尺寸、质量矩阵、时问步长、裂尖加强区域、惯性项、扩展速度项及相互作用积分区域J-domain的网格与单元尺寸对动态应力强度因子求解精度的影响，验证了改进型XFEM计算动态裂纹应力强度因子方法的有效性.针对文献中具有挑战性的`I型半无限长裂纹先稳定后扩展”问题，改进型XFEM给出目前为止精度最好的动态应力强度因子数值解.