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申请/专利权人：北京理工大学

摘要：本发明公开的基于MPM‑PD耦合的各向异性动态失效评估方法，属于动态失效力学性能评估领域。本发明实现方法为：将结构离散为携带物理信息的质点，对于安全区采用MPM算法，对即将发生破坏的危险区采用PD算法，具体采用本构模型表征MPM区各向异性，采用基于勒让德函数的微模量、临界伸长率各向异性模型、基于断裂应变能的损伤因数表征PD区各向异性，采用基于位置的识别准则、质点性质转换规则和基于复合失效准则的转换规则进行MPM区与PD区的区分与转化，实现各向异性材料动态失效评估。本发明充分利用MPM计算效率较高、PD失效表征优势，耦合MPM‑PD既能更精确地捕捉可能发生破坏的区域，又能表征各向异性材料失效。本发明具有精度高、效率高、适用性广等优点。

主权项：1.基于MPM-PD耦合的各向异性动态失效评估方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：设置各向异性动态失效评估求解时间，将结构域离散为携带物理信息的质点，执行基于位置的质点性质转换规则，即计算所有质点的位置关系比例因子SLoc，用于MPM质点与PD质点的初始划分和计算过程中的转换；步骤二：基于MPM算法，通过MPM质点信息，映射并更新MPM背景网格的质量、动量，施加边界条件，重建背景网格；所述重建背景网格是针对离散为一系列质点的结构域，生成规则的背景网格，从而将质点的物理信息通过形函数映射至背景网格，更新背景网格节点信息，包括背景网格节点的质量、动量以及边界条件信息；步骤三：建立基于位置的识别准则，定义MPM区质点、PD区质点以及过渡区质点，计算PD区质点考虑各向异性的作用力，通过过渡区计算MPM质点与PD质点的相互作用力；步骤四：考虑PD质点外力的质点信息，基于MPM方法映射计算MPM背景网格节点作用力，并更新背景网格动量，从而实现包含PD质点作用力的MPM背景网格信息更新；步骤五：将背景网格的动量方程计算结果，即背景网格节点速度和加速度，映射回MPM质点，从而实现在考虑PD质点作用力的基础上更新MPM质点的位置和速度；步骤六：通过velocity-verlet法更新PD质点的速度和位移，并采用考虑各向异性的临界伸长率更新pd质点考虑各向异性的断裂、采用基于键断裂能的损伤因数更新pd质点考虑各向异性的损伤；步骤七：更新PD质点间、PD质点与过渡区质点间的更新位置关系因数；步骤八：基于更新后的MPM质点动量，再次映射到背景网格节点，计算背景网格节点动量和速度；步骤九：计算MPM质点的应变增量和旋量增量，更新MPM质点的应力和密度；步骤十：采用基于位置的质点性质转换规则和基于复合失效准则的转换规则在计算中进行MPM质点区域与PD区域的区分与转化，检查MPM质点是否达到转换条件，达到则转换为PD质点，否则不转换；步骤十一：检查是否达到预先设置的评估时间，达到则停止评估，输出基于MPM-PD耦合的各向异性动态失效评估结果，否则循环步骤二至步骤十一，即对于安全的区域采用MPM计算，对即将发生破坏的危险区域采用PD算法计算，具体直接采用有限元材料模型表征MPM区域各向异性，采用基于勒让德函数的微模量、临界伸长量各向异性模型、基于断裂应变能隐含各向异性的损伤因数对表征PD区域的各向异性，实现考虑各向异性材料性质、断裂性能、损伤性能的动态失效评估。

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