工程材料的断裂损伤是与裂纹扩展紧密相关的,导致裂纹扩展的原因多种多样,但是主要归结于裂纹端点区应力场强度的大小,其是裂纹能否扩展的决定因素。由于裂纹尖端存在奇点,极易造成应力集中现象,从而导致材料失效破坏,大大地降低了材料的使用性能。因此,开展裂纹扩展机理的研究意义重大,对构件使用的安全性评价具有重要现实意义。本文首先介绍了断裂力学的研究现状以及断裂力学中裂纹扩展的模拟方法;接着,设计出合理的试样结构,应用MTS试验机对试样进行单边裂纹和双边裂纹试验,得到裂纹起裂扩展前的最大载荷,并绘制出裂纹扩展过程中的载荷-位移曲线和经过DIC方法处理获得的应力-应变曲线;然后,沿着拉伸试样的断口方向线切割小块样品放在扫描电镜下观察试样断裂后的微观形貌;最后采用有限元软件ABAQUS中的扩展有限元数值方法对断裂试验作仿真模拟,得到裂纹试样起裂前的加载段数值模拟与试验载荷-位移曲线,并将数值模拟的结果与试验结果对比。基于试验,所选试样结构能很好的反映出含裂纹试样的扩展情况。对比试验结果,对于单边裂纹,初始裂纹长度越小,试件起裂时对应的载荷和位移值越大;微观下含单边裂纹试样的断裂方式主要是等轴韧窝型断裂。对于双侧裂纹,裂尖纵向距离长度对裂纹扩展有着显著影响,随着裂尖纵向距离的增加,双边裂纹试件起裂的最大载荷和断裂位移值均随之增加;微观下含双边裂纹试样两条裂纹串接的断裂方式主要是拉长韧窝型断裂,两条裂纹各自独立的断裂方式主要是等轴韧窝型断裂。数值模拟结果与试验载荷-位移曲线吻合较好。