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龙图腾网获悉天津大学申请的专利一种金属材料裂纹扩展路径预测方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115579086B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211273848.2，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种金属材料裂纹扩展路径预测方法是由李雨遥;李思远;王东坡;邓彩艳;龚宝明;赵海微设计研发完成，并于2022-10-18向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种金属材料裂纹扩展路径预测方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种金属材料裂纹扩展路径预测方法，包括：基于相场断裂理论引入描述弥散列连续相场损伤系数和应变能历史变量，并进行有限元计算相场损伤系数；将获得的损伤系数进行处理获得神经网络训练的目标矩阵和神经网络输入矩阵，之后导入事先训练好的具有时序预测功能的时间延时神经网络对相场损伤变量进行机器学习；在满足均方误差值时输出动态裂纹扩展路径，将输出结果转化为0和1的形式。

本发明授权一种金属材料裂纹扩展路径预测方法在权利要求书中公布了：1.一种金属材料裂纹扩展路径预测方法，包括： 步骤一：对待测试的构件建立有限元模型；基于相场断裂理论构建断裂平衡方程并得到相场断裂控制方程，引入相场断裂计算的关键参数进行有限元计算求解弥散裂纹损伤变量；其中，所述关键参数包括描述弥散列连续标量场的损伤系数和防止裂纹闭合的应变能历史变量； 步骤二：将步骤一得到的相场损伤变量进行处理获得神经网络训练的目标矩阵和神经网络输入矩阵；将神经网络输入矩阵和目标矩阵导入事先训练好的具有时序预测功能的时间延时神经网络对相场损伤变量进行机器学习；其中正向为神经网络训练过程，反向为更新神经网络学习参数过程；同时采用均方误差作为性能评价函数进行迭代预测，直至满足均方误差值时输出裂纹扩展路径；其中，所述神经网络层为三层神经网络层，最后一层采用Hardlin输出层，将输出结果转化为0和1的形式，再把训练后的数据可视化后输出灰度图； 步骤三：使用精度系数评价预测裂纹扩展路径与实际裂纹扩展路径的累计偏差；以机械缺口尖端为原点的局部坐标系下，计算无量纲精度系数η，即预测精度： 其中xpi表示步骤二获得的动态裂纹扩展路径的横向坐标值，xti表示为相同纵坐标下真实裂纹的横向坐标，lt表示真实裂纹长度； 其中所述步骤一具体包括： 对待测试的构件建立有限元模型； 根据材料断裂过程中的能量守恒关系，构建断裂平衡方程还是：计算有限元模形的总体势能： Πint＝Eu,d+Wd 其中，d是描述弥散列连续标量场的损伤变量；当d＝0时，材料完整；d＝1，材料完全破坏，u为位移向量，Eu，d是考虑损伤的弹性应变能，Wd是裂纹面生成所消耗的断裂能； 根据裂纹面生成的能量守恒关系，构建伽辽金等效积分形式计算弹性应变能和材料断裂过程中的断裂能，引入应变能历史变量根据断裂路径是沿最小自由能扩展原理，对能量守恒方程求一阶变分得到相场控制方程 利用相场控制方程，既驻值等于零时函数有极值求解相场控制方程，计算弥散裂纹损伤变量

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