【全源码】MATLAB相场脆性断裂模拟代码（AT1/AT2） 原创

1. 案例背景与痛点

    相场法（Phase-Field Method, PFM）作为当前断裂力学模拟的热门方法，编程门槛较高。

• 初学者的困境：阅读文献中的公式往往一头雾水，不知道如何转化为离散的有限元代码。
• 现有资源的门槛：网上的开源代码多为Fortran编写的Abaqus UEL/UMAT子程序，调试极其困难，且相当于“黑盒”，难以直观理解算法逻辑。
• 验证的难题：写出了代码，但不知道结果对不对，缺乏权威的Benchmark（基准）进行对比。

    现在以带偏心孔的缺口板为例，说明我编写的MATLAB代码准确性。几何和边界条件如下图所示：

2. 核心结论与关键技术

    本案例提供了一套基于 MATLAB 编写的相场断裂有限元代码，完整实现了 AT1 和 AT2 两种经典的相场损伤模型。

    本代码的核心价值在于“精准验证”： 代码逻辑清晰、注释详细，更重要的是，选取了较为复杂的的断裂力学算例（带偏心孔的缺口板），将本代码的计算结果与 吴建营教授（相场领域权威）发布的Abaqus UEL子程序计算结果 进行了逐点对比，验证了代码准确性。

• 位移-反力曲线：两条曲线几乎完全重合。

• 裂纹路径（Crack Path）：裂纹扩展形态结果高度一致。

      这是吴建营教授发布的Abaqus UEL子程序计算的裂纹路径：

      这是MATLAB代码计算的裂纹路径：

3. 实用技巧与代码特点

• 双模型支持：代码内通过参数设置，可轻松切换 AT1 和 AT2 模型。
• 交替迭代算法：采用了鲁棒性较好的位移场与相场交替求解策略，收敛性好，适合初学者学习。
• 完全开源透明：可以看到刚度矩阵组装、残差计算、相场演化的每一行代码，非常适合用于理解相场法的数学原理。