基于XFEM的应力强度因子与疲劳裂纹水平集分析：C++ GUI实现

《裂纹面及考察点处的水平集函数 - C++ GUI Qt4编程（第二版）》是一本专注于计算机图形用户界面（GUI）编程技术，结合C++和Qt4库，特别关注于水平集方法在扩展有限元（XFEM）中的应用电子书。水平集方法，由Osher和Sethian首次提出，是一种在处理材料间断性，如复杂裂纹，时非常有效的工具。这种方法在XFEM中起着关键作用，因为它： 1. **保持几何维数不变**：水平集方法允许间断面（如裂纹）穿越单元，使得从二维扩展到三维分析变得简单。 2. **网格不变求解**：在分析裂纹扩展时，这种方法避免了频繁的网格剖分问题，简化了计算过程。 3. **构造扩展函数**：水平集函数能精确捕捉材料界面的几何特性，这对于模拟波前运动尤其重要。 4. **与XFEM无缝集成**：更新水平集函数的同时，也能继续进行XFEM的分析，提高了效率。 水平集函数表达式（2.14）定义了一个符号距离函数，表示从考察点到裂纹尖端的最近位移，其正负取决于考察点的位置关系。对于二维裂纹，裂纹面水平集函数（2.15）提供了更为具体的表达，通过符号函数描绘裂纹界面。 书中提到的研究背景包括XFEM方法的发展历程，国外自Osher和Sethian的工作以来，XFEM逐渐成为解决复杂结构问题的重要工具。在国内，随着科技发展，XFEM的应用也在不断扩大。此外，着重探讨了疲劳裂纹扩展的研究，以及如何通过XFEM来模拟这种现象，特别是在李凤翔的硕士论文中，基于XFEM的应力强度因子和疲劳裂纹扩展分析得到了深入探讨。 李凤翔的硕士论文深入研究了XFEM在应力强度因子和疲劳裂纹扩展分析中的应用，导师李有堂教授提供了指导，论文于2016年4月提交，同年6月进行了答辩。该研究旨在理解XFEM在实际工程问题中的实用性和有效性，对于从事机械制造及其自动化领域的抗疲劳设计具有重要意义。 这本书不仅介绍了水平集函数的原理和应用，还展示了XFEM技术在疲劳裂纹模拟中的实践，适合对计算机辅助工程（CAE）特别是数值方法感兴趣的读者学习。