1.考虑非线性和应变率效应的材料交互界面数值模拟方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立准静态荷载作用下材料交互界面切向粘结-滑移的本构关系模型、法向张开本构关系模型和法向压缩本构关系模型；

(2)在材料交互界面的切向及法向量化应变率效应及应变率非线性对准静态本构关系的增强作用；

(3)定义塑性损伤效应对材料交互界面切向及法向本构关系的影响；

(4)建立混合模态下材料交互界面的失效判断准则；

(5)根据步骤(1)到步骤(4)形成的材料交互界面本构关系，基于LS-DYNA自定义材料模块定义Cohesive单元的本构，并用于材料交互界面的数值模拟。

2.根据权利要求1所述的考虑非线性和应变率效应的材料交互界面数值模拟方法，其特征在于，所述准静态荷载作用下材料交互界面切向粘结-滑移本构关系为非线性，其本构模型为：其中，τ代表材料交互界面的切向粘结应力；s代表切向的滑移量；τmax代表准静态荷载作用下切向的最大粘结应力；s0代表最大粘结应力所对应的滑移量；α代表粘结-滑移本构关系软化段的控制参数， 代表材料交互界面在第II模态下的断裂能。

3.根据权利要求1所述的考虑非线性和应变率效应的材料交互界面数值模拟方法，其特征在于，所述准静态荷载作用下材料交互界面法向张开的本构关系模型为：δt,0＝λ·δt,max

其中σt代表材料交互界面沿法向张开的粘结应力；δt代表沿法向张开的相对位移；σt,max代表沿法向的最大粘结应力；δt,0代表法向最大粘结应力对应的相对位移；δt,1代表本构关系软化段拐点对应的法向相对位移值，λ代表法向最大粘结应力对应的相对位移与法向最大相对位移的比值；δt,max代表法向最大相对位移，δt,max＝5(δt,1-δt,0)， 代表材料交互界面法向张开本构关系下降段与坐标轴围成的面积；

准静态荷载作用下材料交互界面法向压缩本构关系，按Cohesive单元有厚度和零厚度分开定义，有厚度的Cohesive单元法向压缩本构关系模型为：η＝δc/δc,0

k＝Kc,0/Kc,1

σc代表材料交互界面沿法向压缩的应力；δc代表法向压缩的相对位移；σc,max代表法向压缩的最大应力；δc,max代表法向压缩的最大相对位移；δc,lim代表本构关系线性软化起点的相对位移；σc,lim代表δc,lim对应的应力；δc,0代表法向压缩最大应力对应的相对位移；Kc,0代表压缩本构关系曲线原点的切线刚度；Kc,1代表压缩本构关系曲线峰值点的割线刚度；

零厚度的Cohesive单元法向压缩本构关系为线弹性，其刚度为切向本构关系粘结应力峰值点的割线刚度的100倍。

4.根据权利要求1所述的考虑非线性和应变率效应的材料交互界面数值模拟方法，其特征在于，在材料交互界面的切向及法向通过引入动力放大系数量化应变率及应变率非线性效应对准静态下本构关系的增强作用；

在材料交互界面的切向，有厚度和零厚度的Cohesive单元都通过界面在动态荷载作用下产生的滑移率 计算动力放大系数DIFs，且 的关系呈非线性，其计算公式如下：-7

其中 是材料交互界面切向在动荷载作用下的滑移率；是准静态滑移率，取1×10 m/s，fcs代表材料交互界面的粘结强度或材料交互界面两种材料中较弱材料的强度，当材料交互界面的粘结破坏发生在粘结层内，fcs取粘结层的粘结强度，当粘结破坏发生在其中一种材料内部时，该材料被视为较弱材料，fcs取较弱材料的抗压强度；fco为fcs无量纲化常数，取值与交互界面粘结破坏发生层的材料属性相关；

在材料交互界面的法向，仅有厚度的Cohesive单元考虑应变率及应变率非线性效应，且张开和压缩状态分开定义，动力荷载作用下，通过Cohesive单元法向的应变率 分别计算其张开和压缩状态下的动力放大系数DIFn,t和DIFn,c，计算公式如下：δ＝1/(1+8fcs/fco)

logβ＝6δ-2

其中 是应变率，是张开状态下准静态应变率，取1×10-6s-1， 是压缩状态下准静态-6 -1应变率，取30×10 s ；

分别计算出DIFs、DIFn,t和DIFn,c后，通过DIFs、DIFn,t和DIFn,c放大准静态下切向和法向的粘结应力，同时放大第II模态和第I模态下的断裂能，其计算如下：τd＝τs×DIFs、σt,d＝σt,s×DIFn,t、σc,d＝σc,s×DIFn,c其中τd、σt,d和σc,d分别代表切向动态粘结应力、法向张开时的动态粘结应力及法向压缩时的动态粘结应力；τs、σt,s和σc,s分别代表准静态下切向粘结应力、法向受拉时的粘结应力和法向受压时的粘结应力， 和 分别代表动态下第I模态和第II模态的断裂能； 和分别代表准静态下第I模态和第II模态的断裂能。

5.根据权利要求1所述的考虑非线性和应变率效应的材料交互界面数值模拟方法，其特征在于，所述步骤(3)的具体过程为：在材料交互界面切向定义一个卸载刚度Kr，在法向按张开和压缩状态分别定义卸载刚度为Knt和Knc，当切向滑移量超过最大粘结应力对应的滑移s0后，如果发生卸载，切向粘结应力τ将按照卸载刚度Kr线性下降至零，当法向张开和压缩的相对位移超过最大粘结应力对应的相对位移δt,max和δc,max后，如果发生卸载，法向粘结应力σt和σc将分别按照卸载刚度Knt和Knc线性下降至零。

6.根据权利要求1所述的考虑非线性和应变率效应的材料交互界面数值模拟方法，其特征在于，所述混合模态下材料交互界面混合模态下失效判断准则具体为：混合模态下材料交互界面整体相对位移

其中δI＝δ代表法向相对位移， 代表切向整体的滑移，其中s1及s2分别代

表两个切向各自的滑移，模态混合比

将δm及β引入到幂函数法则或者Benzeggagh-Kenane法则中，推导出混合模态下Cohesive单元的极限相对位移δF，当δm≥δF时，混合模态下材料交互界面处于失效状态。

7.根据权利要求6所述的考虑非线性和应变率效应的材料交互界面数值模拟方法，其特征在于，所述混合模态下Cohesive单元的极限相对位移δF按幂函数法则的计算公式如下：混合模态下Cohesive单元的极限相对位移δF按B-K法则的计算公式如下：其中AI代表第I模态下粘结应力-相对位移曲线横坐标和纵坐标归一化处理后的曲线下的面积，归一化处理即粘结应力和相对位移各自除以最大粘结应力和最大相对滑移后，横坐标和纵坐标的最大值换算成1.0所构成的曲线；AII代表第II模态下粘结应力-滑移曲线横坐标和纵坐标归一化处理后的曲线下的面积，归一化处理方式与第I模态相同；σt,max及τmax分别代表第I模态及第II模态下的最大粘结应力；δt,max及smax分别代表第I模态下的最大相对位移及第II模态下的最大滑移；XMU代表混合模态极限相对位移的计算指数，其取值范围为1.0～2.0。