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龙图腾网获悉北京工业大学申请的专利一种横观各向同性功能梯度材料裂纹扩展分析方法及寿命预测系统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：CN121351179B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-03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：202511924571.9，技术领域涉及：G06F30/10；该发明授权一种横观各向同性功能梯度材料裂纹扩展分析方法及寿命预测系统是由王苑佐;肖莎设计研发完成，并于2025-12-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种横观各向同性功能梯度材料裂纹扩展分析方法及寿命预测系统在说明书摘要公布了：本发明公开了一种横观各向同性功能梯度材料裂纹扩展分析方法及寿命预测系统，涉及土木工程材料与结构安全领域，包括：基于横观各向同性多层介质基本解，构建对偶边界积分方程组；采用自适应网格划分技术，以高精度计算裂纹尖端混合模式应力强度因子；结合裂纹扩展律与虚拟裂纹扩展策略，实现疲劳裂纹扩展路径与结构疲劳寿命的全自动预测。通过仅自动化离散边界和裂纹面，避免了传统有限元法在全域离散和重复网格划分中的巨大计算负担，特别适用于处理半无限域中横观各向同性功能梯度材料如层状岩体、边坡地基、定向纤维增强复合材料的疲劳问题。显著提升土木工程结构在循环载荷下耐久性分析与寿命预测的计算效率、精度与工程实用化水平。

本发明授权一种横观各向同性功能梯度材料裂纹扩展分析方法及寿命预测系统在权利要求书中公布了：1.一种横观各向同性功能梯度材料裂纹扩展分析方法，其特征在于，包括以下步骤： S1：基于目标结构的几何构型、横观各向同性功能梯度材料的属性分布及初始圆形裂纹信息，构建包含外部边界表面和裂纹表面的边界元模型； S2：基于横观各向同性多层弹性介质的基本解，构建用于求解所述边界元模型的位移边界积分方程和面力边界积分方程，形成对偶边界积分方程组； S2具体包括： 基于横观各向同性多层介质基本解，建立位移边界积分方程和面力边界积分方程，形成对偶边界积分方程组；位移边界积分方程表示为： ； 其中，和分别为点集中荷载作用下非均匀横观各向同性无限域面力基本解和位移基本解，为外边界或裂纹表面的场点，和分别为外边界的位移和面力，为裂纹面上的不连续位移，为与源点处局部边界几何相关的系数； 面力边界积分方程表示为： ； 其中，为裂纹面上点的外法线方向余弦，和为与核函数有关的面力和位移基本解，其分别具有和阶奇异性； S3：对所述边界元模型进行离散化，其中裂纹尖端区域采用九节点不连续单元进行离散，不连续单元的节点在参数坐标中相对于单元边界偏移； S4：基于加载制度，更新应力幅，求解所述对偶边界积分方程组，计算裂纹表面的不连续位移场； S5：基于所述裂纹表面的不连续位移场结果，计算裂纹尖端的应力强度因子幅； S6：基于裂纹尖端的应力强度因子幅，根据预设的裂纹扩展准则，判断裂纹是否发生失稳扩展； S7：若判断为否，则基于预设的疲劳裂纹扩展速律，计算当前载荷循环下的裂纹扩展增量，并更新裂纹几何形态和边界元网格，返回步骤S4进行下一阶段的迭代计算；则输出目标结构的总疲劳寿命和裂纹的扩展路径。

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