近年来,国家能源战略的部署与发展对能源储运能力提出了新的要求,至十二五结束油气输送主干管道里程数增长近一倍,随着管道运输需求的增加,高强度高韧性钢在管道运输领域得到了大范围应用,此类管道发生断裂时,裂尖区域通常处于大范围屈服状态,通过衡量其启裂韧性和止裂韧性来判断管道钢的断裂韧性,对其安全性能有指导意义。本文详细研究了基于仪器化夏比冲击试验的管材断裂韧性的测试方法,通过试验测试和数值模拟两个方面对其断裂韧性进行了定性与定量的研究,分析其断裂模式与扩展规律。通过夏比冲击试验的结果分析两种材料试样的断裂韧性,并通过柔度变化率曲线法,确定试样的启裂位置,将启裂条件下的特征值代入准静态公式求解动态J积分。通过对比动态J积分和准静态J积分的曲线,建立基于CVN试件动态试验方法求解准静态J积分的方程;根据J积分与冲击试验载荷-位移曲线斜率的量纲一致,建立了基于载荷-位移曲线求解J积分的公式。根据Gurson损伤理论,建立了CVN试样的断裂有限元模型,分析试样启裂和裂纹扩展的过程,通过试验验证,模拟结果一致程度较高;通过有限元模拟计算得到CVN试件动态断裂过程中的CTOA值,并与其他试件进行对比,发现CVN试件在求解几何断裂韧性参数上结果偏差较大,仅在能量和力学参数上的计算结果上较好。