[发明专利]一种层次几何细分的各向异性材料脆性破裂模拟方法

权利要求书

1.一种层次几何细分的各向异性材料脆性破裂模拟方法，其特征在于包括以下步骤：

a)基于弹性力学与自适应SPH的弹力分析，具体包括：

ⅰ)经典线性弹性力学方程：

采用线性柯西-格林形变张量计算应力ε：其中J为位移场的雅可比矩阵，I为单位矩阵；进而根据胡克定律σ＝Cε分析应变σ：其中弹性矩阵C是采用受杨氏模量E和泊松比ν控制的各向同性矩阵；

ⅱ)基于自适应SPH的数值求解：

采用各向异性核的自适应SPH方法求解粒子的位移梯度应力ε、应变σ，进而根据粒子体积V得到应变能与粒子间作用力

b)可控的裂纹计算模式，具体包括：

ⅰ)分组数量：将邻居粒子分成用户预设的N组，每组各产生一条裂纹，从而产生集中于一点的若干裂纹；

ⅱ)各向异性核函数：通过调整自适应SPH中的各向异性核，将核函数主轴方向的作用改变至1/3～3倍；

ⅲ)接触面积：根据固体厚度B及碰撞面积S计算裂纹半径：其中e为能量释放率，U_a,U_a+△a表示裂纹半径为a,a+△a时的应变能；

c)基于自适应粒子的破碎模拟，具体包括：

ⅰ)基于Delaunay四面体剖分的物理粒子初始化；

ⅱ)基于自适应细分粒子的破碎细节生成，以完全符合裂纹计算结果；

ⅲ)基于边界粒子的快速碰撞检测，以减少检测粒子数量至1/4～1/3。