[发明专利]一种热损伤边界元测定方法、系统、介质、设备、终端

权利要求书

1.一种热损伤边界元测定方法，其特征在于，所述热损伤边界元测定方法包括：

基于热传导、弹性力学边界元法，考虑热力耦合边界条件，加入裂尖奇异单元和近奇异积分算法，得到求解特种钢结构关键部位的热力耦合边界元法，预测裂纹萌生；

裂纹萌生后，加入近奇异积分算法和超奇异积分算法以及基于单位分解法和加强函数思想的裂尖奇异单元，实现热力耦合双边界元法，求解裂纹附近精确的位移、热应力、应变以及应力强度因子；

加入裂纹扩展判据，判断裂纹是否扩展；利用NURBS表征新扩展的裂纹面和裂纹前沿，基于NURBS形函数构造裂尖奇异单元，并在双边界元法框架内数值实现，求解位移、热应力、应变场，建立裂纹尖端局部坐标系；

运用J积分和M积分，获得裂纹尖端应力强度因子，判断裂纹是否扩展，计算裂纹扩展角和扩展量，使用增量双边界元法求解；

通过与解析解、数值解以及相应的试验结果对比。

2.如权利要求1所述的热损伤边界元测定方法，其特征在于，所述热力耦合下特种钢结构裂纹边界元确定方法，包括：采用热力耦合下的双边界积分方程，结合基于单位分解法、加强函数推导的热裂纹裂尖奇异单元，形成热力耦合下的双边界积分方程求解新格式，并进行数值实施。

3.如权利要求2所述的热损伤边界元测定方法，其特征在于，所述热裂纹裂尖奇异单元使用水平集法等识别和确定，制定相应的积分准则，积分分块和积分点控制准则，使用J积分或者M积分来求解应力强度因子，使用能量释放率准则或者应变能密度因子准则来获得裂纹扩展方向。

4.如权利要求2所述的热损伤边界元测定方法，其特征在于，所述使用热力耦合双边界积分方程时，裂纹面上产生奇异积分和超奇异积分，利用根据源点位置的积分分块和局部极坐标近似展开为核心的奇异值分解技术；在采用奇异值分解的同时，使用保形变换。

5.如权利要求1所述的热损伤边界元测定方法，其特征在于，所述特种钢结构热应力精确计算，具体过程为：在已有热问题、弹性力学边界元程序基础上，针对焊缝过渡区及裂纹等关键区域，采取热力耦合边界积分方程公式进行数值实施，并考虑该区域应力集中，构造相应的裂纹尖，改进的距离变换和指数变换和保形变换；

根据投影点在积分单元的位置对积分单元进行合理的分块，制定积分点分布控制准则，在积分点个数和积分精度之间取得一个平衡；

所述对于奇异积分，根据源点位置采用积分分块、局部坐标变换技术和保形变换。

6.如权利要求1所述的热损伤边界元测定方法，其特征在于，所述特种钢结构疲劳裂纹扩展过程的模拟，具体为：推导NURBS与热力耦合下的双边界积分方程的结合新格式，使用能量释放率准则或者应变能密度因子准则判断裂纹是否扩展，获得裂纹扩展方向；

使用NURBS表征扩展后新裂纹面和裂纹前沿，根据裂尖奇异性质构造NURBS基函数下的裂尖单元，建立裂尖局部坐标系，使用J积分或者M积分来求解应力强度因子；

从裂纹前沿上取一系列取样点，使用NURBS曲面拟合新得到裂纹扩展面，离散，采用增量边界元法进行迭代求解，实现对裂纹扩展过程的模拟，使用Pairs公式预测特种钢结构寿命。