自1999年美国西北大学以Belytschko教授为代表的计算力学课题组[1]提出的扩展有限元概念至今已有23年，，该理论基于传统有限元的单位分解思想，，，在不连续位置通过富集自由度的形式表达不连续场，，，既保持了计算过程中的收敛性，，，又可以很好的解决传统有限元在面对不连续问题时的困境。。。。
“云计算”是计算机快速发展的产物，，可以非常有效地解决数值模拟中遇到的内存不足、、、性能不佳、、、、数据丢失等问题。。。
本文基于豆听云云计算平台模拟混凝土I型开裂行为，，，主要内容包括：混凝土开裂模型介绍、、、数值模拟细节、、、、豆听云操作方法以及使用感想。。。。
本文讲解地模型数据选自胡少伟课题组[2]，，模型尺寸如下图所示，，弹性模量：30 GPa，，泊松比：0.167，，抗拉强度：1.65 Mpa，，，断裂能：102.8 N/m，，，预置裂纹长度为80 mm。。。。
混凝土开裂模型尺寸
Abaqus以非线性计算为自身优势，，，，在众多有限元软件中一骑绝尘，，本文选用Abaqus作为模拟工具。。。为减少计算经费，，，，可以先使用个人笔记本进行前处理建模，，，然后在豆听云平台进行提交作业分析。。
Ⅰ整体介绍
为减少计算成本，，，整体采用平面应力模型，，，读者也可根据自己需求建立三维实体模型。。。。支座与压头使用离散刚体，，，即刚度无限大，，不参与计算过程，，不要忽略了刚体的参考点设置。。
图1 2D三点弯曲梁模型图
Ⅱ 材料属性
应用Maxps Damage断裂准则，，，损伤演化采用以能量线性Linear软化本构，，，断裂能参数输入至Fracture Energy，，粘性系数Damage Stabilization Cohesive-Viscosity coefficient选用1.0 e-4~1.0 e-5，，，该选项的作用是帮助收敛，，，，取值范围是一个经验性的取值，，具体的范围取值可参照Ahmad的建议 [3]。。
图 2 材料属性设置
Ⅲ 分析步设置
图3 分析步设置
在断裂分析中，，结构大变形开关应保持开启(Nlgeom：on)，，，最大增量步数可以适当调整，，初始分析步应相对减小，，使得结构在启裂阶段更容易收敛，，，最小增量步也应适当减小，，，在这里我设置的1.0E-12，，大家可以试一试别的数值，，，，最大增量步无实际含义，，，，保持默认值1不变即可。。。
图4场变量设置
场变量设置中，，，应勾选裂纹面水平集函数(PHILSM)、、、、裂尖水平集函数(PSILSM)、、、、XFEM状态(STATUSXFEM)。。
Ⅳ 相互作用设置
创建初始裂纹(Special-Crack-XFEM)，，，，裂纹区域可以指定整个梁的范围，，也可以自定义裂纹可能要开裂的范围，，本次案例指定梁的中部区域。。
图5 XFEM裂纹设置
一定要在Interaction中创建XFEM crack growth类型的相互作用，，，，选中预设的XFEM Crack，，支座与梁体、、、、压头与梁体的接触均采用硬磨擦的形式，，摩擦系数采用0.1，，该值也是经验取值。。
图6相互作用设置
Ⅴ 边界条件设置
本案例中将底部的所有自由度全部锁定，，，以位移方式进行加载，，，加载幅值为1.5 mm(经验取值)。。
Ⅵ 网格设置
网格类型采用平面应力网格(CPS4)，，一定不要选用减缩积分，，否则会频繁报错！！！对于裂纹扩展区域进行局部网格加密，，，以提高精度。。
经过以上步骤，，，，模型的前处理部分已经完毕，，，，接下来就是提交作业分析了。。首先生成 .cae和 .inp文件(不是必须的)，，，将生成的文件传输至豆听云计算后台，，如图7所示。。
图7 数据文件传输
该文件上传完毕后，，就已经存储于“云位置”，，可以随时备用，，，，不用担心数据的丢失问题。。。。接下来就是使用豆听云了，，用户可以自制Abaqus模板，，，，一旦制作完成，，以后每次使用就可以“即点即用”，，，，模板的制作就不在这里演示了，，可以发送：“用户名+豆听云模板”至公众号：易木木响叮当，，，即可获取已经关联好的子程序Abaqus2021。。
在我们使用模板，，，，或者使用别的应用遇到不懂的时候，，，可以点击右下角帮助中心，，热心客服会为你在线解答(已经试过，，真的很热心)。。。
大多数新用户可能比较在意的是费用标准，，图9所示的是我经常使用的价位，，，，对于一般的模型可以尝试使用特惠版的CPU类型，，，，性价比较高，，，对于自由度规模较大的模型，，，，可适当增加CPU的核心数，，，，同时价位也会随之上升。。。。对于刚注册的用户可以领取到100元体验金，，，按照图9 所示的费用标准，，可以试想能运行多久。。。。
图8模板的使用
图9计费标准
选用计费标准后，，就来到了图形界面连接页面了，，先应该复制锁屏密码，，下载连接文件，，，点击进入后，，，输入复制的suopi那个密码，，，这时就已经进入到了云计算的世界里面了。。。传输的文件会出现在H盘中，，，为文件的读入速度，，，可将文件复制到C盘中进行。。。。
运行模板中的Abaqus进行求解，，结算结果如图11所示，，，将计算的结果文件.odb文件传复制到H盘中，，，即可在文件传输界面中看到计算结果文件，，下载后用于后处理，，退出模板，，，，释放节点，，释放节点后，，，云计算会将所有计算文件清除。。。。
提升计算速度小贴士：在Abaqus的计算过程中，，默认设置是两个进程，，，，如图10所示，，，，用户可以增加进程数来提高计算速度，，，，进程数最多可达个人笔记本的CPU总核数。。。
图10并行计算开关
图11 图形界面连接
图12计算结果
以上是一个模型较为简单的案例，，，总的网格数为2500个，，，，规模较小，，若遇到模型规模比较大的情况，，云计算毫无疑问是不二的选择：
Ⅰ 降低计算成本，，，“按时计费”灵活的计算方式可以帮助用户减去传统租用服务器的计算成本
Ⅱ 计算过程在云端实现，，，不占用自身电脑的内存于性能
Ⅲ 无限的存储容量，，当模型规模比较大时，，，，计算产生的计算文件更大，，，个人笔记本有时无法满足其内存需要，，这时，，云计算的优势显而易见
Ⅳ 以豆听云为例，，在线的客服可以满足新手的大部分疑问，，，，在操作过程中遇到的技术问题，，，，也可以咨询平台的技术支持，，，非常有耐心且高效
参考文献
[1] Belytschko T, Black T. Elastic crack growth in finite elements with minimal remeshing[J]. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 1999.
[2] 胡少伟, 鲁文妍. 基于XFEM的混凝土三点弯曲梁开裂数值模拟研究[J]. 华北水利水电大学学报(自然科学版), 2014, 35(004): 48-51.
[3] Ahmad H, Sugiman S, Jaini Z M, et al. Numerical Modelling of Foamed Concrete Beam under Flexural Using Traction-Separation Relationship[J]. Associação Brasileira de Ciências Mecânicas, 2021, (5).
