一种横观各向同性功能梯度材料裂纹扩展分析方法及寿命预测系统

本发明公开了一种横观各向同性功能梯度材料裂纹扩展分析方法及寿命预测系统，涉及土木工程材料与结构安全领域，包括：基于横观各向同性多层介质基本解，构建对偶边界积分方程组；采用自适应网格划分技术，以高精度计算裂纹尖端混合模式应力强度因子；结合裂纹扩展律与虚拟裂纹扩展策略，实现疲劳裂纹扩展路径与结构疲劳寿命的全自动预测。通过仅自动化离散边界和裂纹面，避免了传统有限元法在全域离散和重复网格划分中的巨大计算负担，特别适用于处理半无限域中横观各向同性功能梯度材料（如层状岩体、边坡地基、定向纤维增强复合材料）的疲劳问题。显著提升土木工程结构在循环载荷下耐久性分析与寿命预测的计算效率、精度与工程实用化水平。