课题来源于十三五国家重点研发计划《超期服役承压设备寿命预测及延寿关键技术》（2016YFC0801905）,针对裂纹尖端局部区域的弹塑性应力应变场及材料的抗断裂关键性能进行研究。断裂力学传统的研究方法有实验研究和理论分析两种,但都有其局限性。实验方法的研究很难触及到裂纹尖端的微观区域,而裂纹的尖端区域应力应变分布往往决定着裂纹是否扩展,进而决定试件是否安全可靠。本课题采用有限元数值分析的办法研究裂纹尖端区域的应力应变分布,并讨论不同本构下不同裂纹长度下裂尖塑性区的大小。研究内容从以下几个方面入手:（1）针对改进型改进型WOL试件,应用有限元的方法计算不同材料本构下裂纹尖端区域的应力场分布及裂纹张开位移曲线,通过与理论值对比,证明有限元设置和计算方法的准确,分析了弹塑性参数对裂纹尖端应力场分布的影响规律。应用裂纹张开位移的柔度法实验,得到裂纹张开过程中的V/P曲线。通过有限元计算与实验得到的V/P曲线进行比对,分析得到塑性指标对柔度法测量裂纹长度的影响。（2）创建4130X材料的真应力应变本构的三点弯试样有限元模型,通过提取不同裂纹长度下弹性区内的裂纹张开位移,拟合得到裂纹尖端的张开位移,绘制裂纹扩展阻力δ-Δa曲线,计算得到非敏感断裂抗力δ_0.2BL值。模拟结果与实测得到的阻力曲线、非敏感断裂抗力对比可知,二者差异均在10%以内,有限元模拟得到的材料抗断裂性能可应用于实际工程,为课题后期模拟三点弯裂纹扩展提供基础。（3）模拟三点弯试样在三种本构下的裂纹扩展过程,得到不同裂纹长度下裂纹尖端区域的σ_x,最大主应力,Mises应力,等效应变,等效塑性应变的云图和分布曲线,分析了不同的弹塑性本构参数对曲线形态及裂尖塑性区内力学行为的影响。并将静载模型与裂纹扩展模型计算得到的相应参数进行对比,得到了裂纹扩展带来的局部卸载效应对应力应变分布的影响规律。