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龙图腾网获悉湖南大学;清华大学申请的专利一种基于变形场的裂纹尖端自动定位方法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：CN117037972B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-28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：202311050193.7，技术领域涉及：G16C60/00；该发明授权一种基于变形场的裂纹尖端自动定位方法是由何巍;张宸;谢惠民设计研发完成，并于2023-08-21向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于变形场的裂纹尖端自动定位方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于变形场的裂纹尖端自动定位方法，属于工程材料、结构形变及力学实验技术领域，包括以下步骤：S1：获取裂尖附近位移场与应变场，对获取的数据进行处理，判定塑性区尺寸及形状，选取拟合数据点；S2：根据位移场模型构建目标函数；S3：利用免疫算法进行裂纹尖端定位；S4：计算关键疲劳断裂力学参数。本发明实现了算法的自动化，提升了算法的运行效率，提高了计算结果的精确度，具备高低温等极端环境运行可行性，为研究极端环境下疲劳裂纹扩展提供了一种新的测试方法与技术。

本发明授权一种基于变形场的裂纹尖端自动定位方法在权利要求书中公布了：1.一种基于变形场的裂纹尖端自动定位方法，其特征在于：包括以下步骤： S1：获取裂尖附近位移场与应变场，对获取的数据进行处理，判定塑性区尺寸及形状，选取拟合数据点； S2：根据位移场模型构建目标函数； S3：利用免疫算法进行裂纹尖端定位； S4：计算关键疲劳断裂力学参数； 步骤S1具体包括以下步骤： S11：获取裂尖附近位移场与应变场； S12：根据广义胡可定律计算应力场，包括平面应变状态与平面应力状态： 平面应变状态： 平面应力状态： 其中、、分别为x方向、y方向的应力以及xy方向的切应力，为弹性模量，为泊松比，、、分别为x方向、y方向以及xy方向的应变； S13：按照材料力学公式计算主应力： 依据Von-Mises屈服强度准则进行塑性区数据判定： 其中、、分别为第一、第二、第三主应力，且，为屈服强度，是材料本身的固有特性，通过上式判定分析区域内的所有满足屈服准则的数据点，获得塑性区尺寸及形状； S14：随机选择适量非塑性区位移场数据，作为计算数据点； 步骤S2中，具体包括： 对于平面问题中的I、II混合型裂纹，裂纹尖端周围的位移场表示为： 式中，和分别是沿着x和y方向的位移；下标为位移场中的点的索引，，是位移场数据总数；和是收集的数据点相对于裂纹尖端的极坐标，是参数数量，是剪切模量；对于平面应力条件，对于平面应变条件，其中为泊松比； 实际加载过程中，考虑到试件不可避免地存在刚体运动，将方程改写为： 其中和为x方向和y方向的刚体平移；为刚体转动；对位移场中个数据点进行位移表达式展开，得到矩阵表达式： 在裂纹尖端位置已知情况下，根据Williams位移场模型易得矩阵，上式为线性方程组，通过最小二乘法求解得到系数矩阵： 在裂纹尖端位置未知情况下，上式为非线性方程组，以拟合位移场与目标位移场的差异作为目标函数，建立目标函数如下： 其中为试验过程获取的真实位移场，在裂纹尖端坐标未知时，目标函数为非线性函数；通过预设裂纹尖端位置，求解目标函数值，利用智能优化算法迭代求解得到使目标函数满足精度要求且最小的裂纹尖端位置及系数矩阵； 所述步骤S3具体包括以下步骤： S31：首先进行抗原识别，所选目标函数为： S32：其次随机预设裂纹尖端位置，产生初始抗体群体，在位移场数据与裂纹尖端坐标已知的情况下，通过最小二乘法求解矩阵，使目标函数为线性函数； S33：将种群中的抗体代入目标函数中计算每个抗体的亲和度，所述抗体使目标函数值越小，亲和度越高；根据个体的亲和度值，选择与抗原有最大亲和度的抗体加入记忆细胞，并替代记忆细胞中现有亲和度最低的抗体； S34：根据免疫算法原理，执行选择、克隆、变异和克隆抑制操作； S35：重复步骤S31~S34，直到寻找到使目标函数值最小的裂纹尖端位置为止。

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