模拟裂纹扩展的相场法联系了损伤力学与断裂力学。该方法引入了全局连续相变量,可将其理解为描述材料状态的损伤变量。裂纹的表面能可由该相变量d表达出来。通过使与裂纹表面能相关的系统自由能最小导出相位量的控制方程。全场连续的描述方法避免了模拟中跟踪复杂的断裂面,并可通过多场耦合有限元求解器直接实现。相场法可以对复杂的裂缝模式进行模拟,而不需要任何的断裂准则以及有限元算法结构上的改变。这对于模拟动态冲击下材料的裂纹扩展尤为重要,因为传统断裂力学很难给出复杂裂纹扩展的断裂准则。为研究由冲击载荷引起的结构动态裂纹扩展,文章建立了基于热力学框架的相场断裂模型。模型建立的关键部分是给出合理的弹性储存能、塑性能以及裂纹表面能形式。模型基于J2流动塑性本构,通过计算可以给出在冲击载荷下能量的耗散机制。为验证模型的正确性,模拟了几个经典算例。模拟结果与实验吻合,并通过算例说明了用相场法模拟冲击载荷下金属材料弹塑性断裂的优越性。