16MnR钢主要用于中低压压力容器,容器一旦泄漏,会严重污染环境并危害人身安全。本文开发了一种基于疲劳损伤的方法,用于模拟疲劳裂纹扩展速率,并对数值模拟的单元类型尺寸进行了优化。首先基于Jiang和Sehitoglu的循环塑性本构模型构筑了16MnR钢的循环塑性本构关系,并通过用户材料子程序UMAT将模型嵌入到ABAQUS中。把有限元计算得到的疲劳裂纹尖端附近区域的弹塑性循环应力应变结果,代入到疲劳损伤模型中,得到每个加载循环在裂尖各点产生的疲劳损伤值。通过疲劳损伤准则,导出疲劳裂纹稳定扩展速率的计算公式。从而对I型张开型裂纹试样的疲劳裂纹扩展速率进行模拟计算。本文将各种单元类型和尺寸下疲劳裂纹扩展速率的模拟计算结果,与16MnR钢试验值进行比较,得出单元类型以及尺寸对疲劳裂纹扩展数值模拟的影响。据此,对单元类型和尺寸进行优化。本文的研究结果对预测疲劳裂纹扩展速率,估算材料使用寿命等提供了一定的依据和指导作用。