传统有限元法模拟结构的破坏时，裂纹形成的位置必须沿着单元的边界，同时在裂纹的尖端，必须在节点位置进行特别的处理，当裂纹成长时，网格必须随之重建，建模分析的过长比较的繁琐，最重要的是，模拟的可信度也不高。

XFEM 的全称是 Extended Finite Element Method，其是基于单位分解（Partition of Unity）、水平集（Level Set）、内聚区模型（Cohesive Zone Model）的扩展有限元方法。

XFEM 在有限元法近似函数中添加阶梯函数和裂纹尖端近似位移场的渐进函数，使其可以处理网格中的不连续和奇异点问题，适合于板壳结构的破坏失效和动态裂纹扩展的模拟分析。

这种方法既可以应用于脆性 / 半脆性材料的断裂分析（采用基于应力的裂纹初始和扩展准则）。由于裂纹可以穿越有限元扩展，扩展壳单元壳显著降低网格离散和网格取向对裂纹扩展的影响。延性材料的断裂分析中存在的网格尺寸也可以通过应变正规化（Strain regularization）得意纠正。

比较典型的应用场景是无预制裂纹高强度钢结构三点弯曲 XFEM 模拟。