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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学(威海)申请的专利一种油气管道断裂相场疲劳裂纹扩展计算方法、系统、设备及介质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：CN120724782B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04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：202511214348.5，技术领域涉及：G06F30/23；该发明授权一种油气管道断裂相场疲劳裂纹扩展计算方法、系统、设备及介质是由杨硕;于昌利;张兴明;沈泳星;于勇杰设计研发完成，并于2025-08-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种油气管道断裂相场疲劳裂纹扩展计算方法、系统、设备及介质在说明书摘要公布了：本发明公开了一种油气管道断裂相场疲劳裂纹扩展计算方法、系统、设备及介质，包括以下步骤，建立海底油气管道的有限元模型，设定材料参数和疲劳断裂相场计算参数；基于所述有限元模型，采用疲劳断裂相场方法进行循环加载计算；当检测到裂纹即将发生灾难性扩展时，在所述有限元模型上启动弧长控制算法，通过控制弧长参数对所述位移场、载荷因子和相场进行联合求解；根据所述位移场和相场的计算结果，输出管道疲劳寿命和最终断裂形态。本发明通过弧长约束条件同时求解位移增量、载荷因子增量和相场增量，实现了多场协同的稳定求解。这种智能切换机制确保了计算在灾难性扩展阶段仍能稳健收敛，获得完整的裂纹扩展路径和结构最终破坏形态。

本发明授权一种油气管道断裂相场疲劳裂纹扩展计算方法、系统、设备及介质在权利要求书中公布了：1.一种油气管道断裂相场疲劳裂纹扩展计算方法，其特征在于：包括以下步骤， 建立海底油气管道的有限元模型，设定材料参数和疲劳断裂相场计算参数； 基于所述有限元模型，采用疲劳断裂相场方法进行循环加载计算，利用所述材料参数和疲劳断裂相场计算参数求解位移场和相场，监测裂纹扩展状态； 当检测到裂纹即将发生灾难性扩展时，在所述有限元模型上启动弧长控制算法，通过控制弧长参数对所述位移场、载荷因子和相场进行联合求解； 根据所述位移场和相场的计算结果，输出管道疲劳寿命和最终断裂形态； 其中，所述疲劳断裂相场方法通过包含疲劳退化函数的能量泛函建立； 疲劳退化函数的表达式为： ； 式中，为疲劳退化函数，为疲劳历史变量，为疲劳阈值； 所述能量泛函的表达式为： ； 式中，为总能量泛函，表示计算域体积分，为位移场，为相场，为计算域，表示对力加载边界进行积分，为加载边界，为载荷因子，为加载在边界上的单位外力，为临界断裂能量释放率，为特征裂纹宽度，表示为相场的空间梯度矢量，为应变能密度函数，为应变场，表达式为： ； 其中，为位移场的梯度，为位移场梯度的转置，为转置符号； 所述疲劳退化函数对所述临界断裂能量释放率产生退化作用； 所述弧长控制算法采用弧长约束条件，表示为： ； 式中，为弧长约束条件，为当前载荷因子，为当前位移场，为前一步的载荷因子，为前一步的位移场，为加载边界上的单位外力，为弧长参数； 通过牛顿迭代法同时求解位移增量、载荷因子增量和相场增量。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人哈尔滨工业大学(威海)，其通讯地址为：264200 山东省威海市环翠区文化西路2号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

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