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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利动态冲击/接触韧性金属断裂分析显式内聚力相场物质点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：CN120822396B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-13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：202510942659.7，技术领域涉及：G06F30/25；该发明授权动态冲击/接触韧性金属断裂分析显式内聚力相场物质点法是由郑勇刚;孙伟;张顺;杨伟龙;叶宏飞;邱一松设计研发完成，并于2025-07-09向国家知识产权局提交的专利申请。

本动态冲击/接触韧性金属断裂分析显式内聚力相场物质点法在说明书摘要公布了：本发明属于韧性金属断裂分析技术领域，提出了一种显式内聚力相场物质点法，为金属动态断裂破坏研究提供了一种全新的数值计算方法。在该方法中，针对韧性金属层裂与侵彻破坏中的大变形问题和高速冲击问题，创新性地提出内聚力相场物质点法和弹球柔顺接触算法。内聚力相场模型可以很好的描述韧性金属的损伤软化和断裂行为。弹球柔顺接触算法有效地抑制了冲击接触面的速度过震荡以及接触面外法向量计算困难的问题。随后，利用拉格朗日方程推导出韧性金属动态断裂的控制方程并将耦合位移和内聚力相场模型的控制方程在物质点法框架内进行离散。最后，采用相场‑位移场交错求解策略，稳定、高效地求解接触和大变形等强非线性大规模韧性断裂破坏问题。

本发明授权动态冲击/接触韧性金属断裂分析显式内聚力相场物质点法在权利要求书中公布了：1.一种动态冲击接触韧性金属断裂分析显式内聚力相场物质点法，其特征在于，步骤如下： 步骤一，定义欧拉背景网格，建立离散物质点模型并定义离散物质点变量，初始化物质点变量；离散物质点变量包括物理材料参数、弹性参数、塑性参数和相场参数，其中，物理材料参数包括弹性参数、塑性参数和相场参数；弹性参数包括Grüneisen状态方程参数和剪切模量G；塑性参数包括屈服强度σY和硬化模量Ep；相场参数包括相场模型正则化参数l0、临界断裂能量释放率Gc和相场粘性参数η；初始化物质点变量包括初始物质点位置向量xp,0、初始物质点位移向量up,0、初始物质点速度向量初始物质点相场dp、物质点质量mp、初始物质点体积Vp、初始物质点变形梯度张量Fp和物质点粒子域向量r1、r2和r3； 步骤二，初始化欧拉背景网格，通过CPDI插值技术计算广义插值函数φIp和插值函数梯度建立离散物质点变量与欧拉背景网格之间的映射关系，将离散物质点变量上的物理材料参数映射到欧拉背景网格节点上； CPDI插值技术中定义每个离散物质点变量都存在一个平行六面体物质点粒子域，平行六面体物质点粒子域的变形更新为r1,n+1＝Fp,n+1·r1,0、r2,n+1＝Fp,n+1·r2,0和r3,n+1＝Fp,n+1·r3,0，其中r1,0,r2,0,r3,0和r1,n+1,r2,n+1,r3,n+1分别表示初始时刻和当前时刻的物质点粒子域向量，Fp,n+1表示当前时刻的变形梯度张量；当前时刻几何形状下的广义插值函数φIp及其梯度解析表达为： 其中，为离散物质点变量p的粒子域角点i关于欧拉背景网格的插值基函数，为在当前构型下的梯度算子，J为物质点粒子域向量Jacobi矩阵，下标I表示背景网格节点，N为系数矩阵，ST为插值函数矩阵的转置； 步骤三，通过弹球柔顺接触算法判别离散物质点变量，计算接触力并将其映射到欧拉背景网格节点； 其中，表示与离散物质点变量即粒子p接触的粒子总数，Fpk和分别表示粒子p受到的粒子k的法向接触力和切向力； 步骤四，计算欧拉背景网格节点的内力以及合外力；基于显式时间积分方法，通过交错求解策略分别计算位移场和相场的控制方程；其中通过考虑离散物质点相场dp的耦合显式内聚力相场模型完成计算位移场的节点加速度üI和节点速度通过位移场的历史应变场函数H完成计算节点相场变化率将0到t时刻内的时间间隔[0,t]离散成若干时间增量Δt，时间增量满足CFL条件以确保结果的稳定性；利用交错求解策略分别求解相场和位移场离散控制方程的具体操作方式如下： 对于位移场，通过t时刻的物质点位移向量物质点速度向量背景节点速度向量和背景网格节点动量更新t+Δt时刻的物质点位移向量物质点速度向量节点速度向量具体操作如下： 其中，为节点集中质量，和分别表示位移场的节点外力向量和节点内力向量，NI表示总的背景网格节点数，为节点动量；κ＝1时速度更新为FLIP方式，κ＝0时速度更新为PIC方式； 其中，表示当前离散物质点密度，Np表示离散物质点总数，表示柯西应力张量，G表示重力加速度向量，为面力，h表示边界厚度，为粒子p的体积，为拉普拉斯算子； 对于相场，通过t时刻物质点相场背景网格节点上的相场阻尼历史变量和相场驱动力更新t+Δt时刻的物质点； 其中，η代表相场粘性系数，为退化函数，为裂纹几何函数，a1、a2、a3都为内聚力相场参数，Gc为临界能量释放率，l0为裂纹弥散区的特征长度；此外，为了保证相场值d≤1，当在时令 步骤四，位移场和相场离散控制方程计算后，将欧拉背景网格上相关信息映射回离散物质点变量，用于更新离散物质点变量dp、up、Fp和Hp； 根据对历史应变场函数进行更新，具体操作如下： 其中，为静水压力，V表示体积，H是Heaviside函数，即当时，反之，则 步骤五，存储和输出相关变量信息，返回步骤二，进入下一时间步，直至计算完成。

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