[发明专利]一种模拟固体材料热破裂方法

权利要求书

1.一种模拟固体材料热破裂方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.对固体材料进行网格划分，将固体材料划分为多个实体单元；

S2.在步骤S1中划分得到的实体单元之间设置起粘结作用的节理单元或者界面单元；

S3.将经过步骤S2处理的固体材料进行热破裂模拟，设置模拟的材料参数、温度初值条件和边界条件、荷载边界和位移边界；

S4.将步骤S2设置的节理单元或者界面单元视为不存在，进行热传导计算，得到温度分布；

S5.根据温度分布计算热应力；

S6.将热应力作为体荷载施加在实体单元上计算应力场；

S7.根据应力场判断节理单元或界面单元是否断裂；

S8.将断裂的节理单元或界面单元删除，循环重复步骤S1-S7,即能实现固体材料热破裂的模拟。

2.根据权利要求1所述的模拟固体材料热破裂方法，其特征在于，所述步骤S1中，固体材料采用四面体、六面体、三维voronoi、三角形、四边形、其他任意多边形或者多面体中的一种或多种进行网格划分。

3.根据权利要求1所述的模拟固体材料热破裂方法，其特征在于，所述步骤S4中，采用有限元、有限差分、有限体积或管网模型进行热传导计算。

4.根据权利要求1所述的模拟固体材料热破裂方法，其特征在于，所述步骤S5中，热应力的计算公式为：

Δσ_ij＝-δ_ij3KαΔT

式中：Δσ_ij为热应力增量，i＝1,2,3，j＝1,2,3，K为体积模量，α为热膨胀系数，ΔT为温度改变量，δ_ij为置换张量。

5.根据权利要求4所述的模拟固体材料热破裂方法，其特征在于，所述步骤S6中，应力场通过有限元、离散元、有限差分、快速拉格朗日、有限元离散元耦合方法、连续-非连续方法、非连续变形分析或数值流形方法计算。

6.根据权利要求1所述的模拟固体材料热破裂方法，其特征在于，所述步骤S7中，节理单元或者界面单元上的应力达到抗剪强度或者抗拉强度时，节理单元或界面单元断裂，裂缝沿着节理单元或界面单元的边界生成。