在建筑结构、金属加工成型以及汽车航天制造等诸多领域中,金属构件在使用过程中若发生延性断裂则可能引发不可估量的后果。延性断裂指金属材料在断裂前经历了显著的塑性变形（断面收缩率通常不小于5%）。在钢建筑结构领域中,钢材的延性断裂现象较为常见,例如螺栓连接中钢板的剪出破坏、焊接断裂破坏和金属阻尼器断裂破坏等。在研究涉及断裂的结构的受力行为时,准确预测断裂的发生和发展有助于准确判断构件承载力的降低乃至丧失,进而更为精确地分析整体结构在局部断裂发生后的受力行为。而这一切的前提是基于合理的钢材延性断裂准则。在各类断裂模型中,非耦合延性模型由于标定过程简单,断裂模拟精度高,受到了学术界的青睐。然而,多数非耦合延性断裂模型的建立是基于经验的,缺乏物理基础的支持。同时,针对高温和高应变率条件下的非耦合延性断裂模型的研究有限。由常温准静态条件得出的相关结论可能无法适用于高温和高应变率条件,例如火灾、冲击和爆炸等。为弥补上述不足,本文主要研究内容如下:（1）在常温准静态条件下开展国产高强度钢材Q690的延性断裂试验。试验试件包含了光滑板材试件,缺口板材试件和剪切试件,用以涵盖较为广泛的应力状态范围。基于位错理论和微观孔隙发育机制,提出了新的非耦合延性断裂模型。该模型不仅标定过程简单,模拟精度高,还具有较为清晰的物理基础。（2）针对现有的增量形式损伤累积法则的不足,提出了考虑孔隙集聚影响的全量形式损伤累积法则。与前者相比,本文建议的损伤累积法则与断裂准则标定方法匹配,模拟精度更好,物理意义更为明确。（3）比较了5个非耦合延性断裂模型对典型金属材料断裂预测的适用性。涉及的金属材料有Q355钢材、Q690高强度钢材,8.8S级螺栓材料和2024-T351铝合金材料。（4）将Hillerborg断裂能的核心思想拓展到非耦合延性断裂模型中,推导了适用于非耦合延性断裂模型的能量表达法。通过在断裂准则中引入单元特征长度,减少了有限元模型的单元数量,增加了最小单元尺寸,从而减少模拟时间。（5）开展了不同温度下Q690钢材的延性断裂试验,重点研究了应力状态、延性和温度之间的关系,建议了适用于高温条件下的钢材延性断裂有限元建模方法。（6）进行了不同应变率条件下Q690钢材的延性断裂试验,系统性地研究Q690钢材在不同应变率条件下的硬化行为和延性断裂性能,尤其是重点研究了钢材正的延性应变率效应,随后提出了适用于高应变率条件下的非耦合延性断裂准则。（7）基于本文的研究成果,模拟了常温准静态条件、高温条件和高应变率条件下的螺栓连接和T型件的断裂现象,进而验证了本文提出的考虑应力状态、温度和应变率影响的非耦合延性断裂模型的普适性和有效性。