薄膜基体系统结构的性能和可靠性很大程度上取决于薄膜的粘合强度和抗断裂性能,关于薄膜强度和断裂的建模技术为薄膜基体系统的分析提供了重要基础。本论文拟研究膜基系统在单轴拉伸作用下薄膜表面裂纹的起始以及扩展情况,以断裂力学和扩展有限元法作为理论基础,对计算模型进行ABAQUS数值模拟并进行分析研究。分析结果有利于提高许多电子和机械设备的质量和可靠性。本文研究介绍和分析了如下方面的情况:(1)对薄膜基体系统的概念做了简要概述,并且归纳总结了国内外对薄膜拉伸断裂问题的研究以及对裂纹的计算机模拟的历史。(2)归纳总结了力学基本的断裂准则、断裂力学的历史以及薄膜基体开裂的理论分析,同时介绍了ABAQUS和扩展有限元的基本理论知识。(3)拟初步考虑在没有粘结情况下有剥落产生时,比较平整界面与波浪形界面不同的界面类型对膜基系统结构强度和拉伸性能的影响;之后,以膜基系统工程实际应用为背景,在平整界面与波浪形界面膜基系统基础上,建立含有不同界面连接缺陷的物理模型,探究界面连接缺陷对膜基系统裂纹启裂以及扩展的影响。(4)利用ABAQUS建立薄膜基体系统,模拟了平整界面和波浪形界面在单轴拉伸作用下薄膜断裂的情况,输出模拟后的数据,并借助Origin软件绘制出相关曲线来分析平整界面与波浪形界面在裂纹启裂、扩展和贯穿等方面的异同,最终总结波浪形界面的抗拉伸能力以及对实际工程应用的价值。通过分析得出了以下结论:通过比较荷载-位移曲线和应力-应变曲线,可以看出波浪形界面膜基系统相较于平整界面有着更好的拉伸性能;波浪形界面裂纹大都产生在波谷位置且波谷应力大于波峰应力;对于含有界面缺陷的平整界面膜基系统,起始裂纹在缺陷处产生,膜基系统的结构强度随着缺陷长度的增加而降低。对于波浪形界面膜基系统,发现裂纹未在缺陷处产生,而在波谷的位置产生裂纹,缺陷并未对波浪形界面开裂位置产生影响;控制容许误差的值可控制裂纹生成的条数,当容许误差值较大时,裂纹数也相应增加,容许误差值小时,裂纹条数也会减少。