实际材料往往含有微观缺陷,它们在材料承载过程中始终影响着材料的性能和变形行为,所以正确描述微观缺陷和塑性损伤对材料性能及破坏过程的影响,对于评定材料的安全及其可靠性,具有重大的理论和现实意义。但在传统的断裂力学中,采用宏观力学参量作为判据,对材料进行宏观断裂过程的数值模拟对于研究和分析裂纹问题,尤其是在探求及揭示裂纹萌生及演化的深层机理时往往具有局限性。所以,细观损伤力学和断裂力学相结合的方法来研究材料的破坏现象,是一个值得研究的课题。Gurson-Tvergaard模型(以下简称G-T模型)建立了相对完整的微观塑性损伤理论体系;基于该模型建立的的特殊单元计算法,进一步完善了该模型,并使计算机数值计算应用于塑性断裂的研究有了进一步发展。本研究采用Q420高强钢为实验材料,对其进行了常温下的单轴拉伸实验和三点弯曲实验;同时,结合Gurson模型的特殊单元计算法,运用有限元数值方法分析了材料在发生断裂时的损伤分布状况,并分析了裂纹扩展方向上裂纹尖端应力及应力三轴度的分布;并根据三点弯曲试验和模拟得到的反应微观断裂过程的最佳特征参量取值,预测拉伸试样的断裂过程。结果表明考虑塑性损伤的特殊单元计算法能够很好地描述材料的韧性断裂,可以用于相同材料的不同断裂形式的预测和评定。