固体在冲击拉伸载荷作用下会断裂成多个碎片,基于线性内聚力断裂假设的Mott-Grady模型能较好地预测碎裂过程产生的平均碎片尺度的下限。而实际上韧性金属的损伤演化是多元化的,Mott卸载波对韧性碎裂也会产生影响。本文通过数值模拟研究了不同的损伤演化规律、断裂能和Mott卸载波对韧性碎裂过程的影响。利用液压膨胀环实验装置对1060-O纯铝圆环进行一维动态拉伸碎裂实验,分析实验现象及结果。利用ABAQUS/Explicit动态有限元数值再现了韧性金属杆(45#钢)在高应变率下拉伸碎裂的过程,分析了线性和非线性损伤演化对韧性碎裂过程的影响规律。数值结果表明:损伤演化规律对韧性金属碎裂过程具有显著影响,非线性指标?越大,碎裂过程产生的碎片数越少;Grady-Kipp碎裂公式仍能在一定范围内较好地预测韧性碎裂过程中产生的碎片的平均尺度;当非线性指标?远大于0(即材料的粘滞性较大)时,损伤演化规律对韧性碎裂的影响具有显著的率敏感性,应变率越低,数值结果和理论分析偏差越大,但此偏差在不考虑应变率效应时表现的不明显。利用数值模拟实现了1060-O纯铝圆环在给定初始速度下自由膨胀的过程,分析了不同断裂能和不同的本构关系对韧性碎裂过程的影响。结果表明:断裂能对韧性碎裂具有显著影响,断裂能越大,材料的粘滞性效应越明显,金属碎裂产生的碎片数量越少;断裂能较大时韧性碎裂过程中产生的碎片尺度落在Grady-Kipp碎裂公式附近;断裂能较小时碎片尺度则落在脆性碎裂公式附近,若材料本构模型用脆性开裂模型替代,碎片尺度则刚好落在脆性碎裂公式上。利用有限元流固耦合方法实现了液压冲击带有缺口的1060-O纯铝圆环膨胀动态拉伸碎裂的过程,分析了Mott卸载波完整的传播过程。结果表明:圆环在缺口处断裂成两段,断口处先产生卸载波向圆环内部传播,Mott卸载波所经过的点发生刚性卸载,该点迅速产生周向速度,周向应力立刻开始卸载,周向应变趋于平衡;圆环在拉伸膨胀过程中产生的颈缩处会发射出新的卸载波,向颈缩两侧传播;由理论公式计算得到的Mott卸载波的传播时间与模拟中根据周向应变平衡时间判断的卸载波的传播时间误差不大,材料的应变率效应对计算结果的影响不大,且在理想Mott理论模型中依然能得到较好的数据结果;Mott和Grady的理论公式可以较好地计算卸载波的传播时间和位置。采用液压膨胀环实验装置进行1060-O纯铝圆环的动态拉伸实验。实验得到的Mott卸载波在传播过程中圆环上不同位置的应变变化情况与模拟中一致,且实验回收的试件断裂现象与模拟中相似,实验很好地验证了模拟中有关Mott卸载波传播的结论。