自二十世纪60年代意大利化学家Giulio Natta等人相继研制出聚丙烯(简称PP)材料以来,世界各国大量的科研工作者们从来没有停止过对其各项力学、化学、电学等方面等基础性研究工作。如今,经改性得到的无规共聚聚丙烯(简称PP-R)材料逐渐被广泛应用于日常生活和工程应用等领域。例如,建筑行业与给排水管道、汽车领域的保险杆等重要结构部件等。从现有已获的国内外相关文献中获悉,PP-R材料在准静态、动态(冲击载荷下)的断裂性能(特别是裂纹扩展性能)以及损伤机理方面的研究还比较稀少。这导致PP-R材料的近一步应用带来一定阻碍作用。而断裂、损伤机理的研究在进行抗断裂设计、结构失效评定以及结构剩余寿命评估等方面均有重要意义。为此,本课题选取了 PP-R材料,采用实验、数字图像相关方法以及有限元方法,研究其断裂损伤机理。本文主要的研究工作和成果分为以下几个方面:1)首先对于不同机械预制裂纹位置(中心裂纹、偏离中心20mm、偏离中心40mm)的试件,进行Ⅰ型疲劳裂纹预制。分别得到两类不同预制裂纹长度的PP-R试件。试验过程中发现,在不同跨度下,PP-R材料依然存在增韧迟滞现象。2)以相同的位移控制速度,对三种经过预制疲劳裂纹的PP-R试件施加准静态载荷,完成复合型裂纹扩展试验。以此得到载荷F与裂纹扩展量△a之间的关系曲线图,分析这三种加载方式下材料的断裂形式。发现裂纹停留在迟滞区的试件准静态裂纹扩展量比突破迟滞区的裂纹扩展量少很多。3)准静态加载试验下采用数字图像测量技术,应用VIC-2D软件分别计算三类PP-R试件准静态工况下裂纹启裂状态以及裂纹扩展至最大状态的位移场、应变场;并进行可靠性分析。4)完成三类试件在不同高度下的落锤冲击试验。用高速摄像机获取试件的动态裂纹扩展路径,并拍摄试件启裂时的散斑图像,经VIC-2D软件处理,得到PP-R试件裂纹启裂状态下的位移场和应变场,并对其进行可靠性分析。5)通过扫描电子显微镜(SEM)分别对准静态试验条件下与冲击试验条件下的三类试件进行断口形貌分析,并得到PP-R材料在准静态裂纹稳定扩展阶段的断裂、损伤形式;在准静态载荷作用下裂纹快速扩展形式;在冲击载荷作用下裂纹快速扩展的断裂、损伤形式。6)利用Franc3D与ABAQUS软件相结合的方法,计算裂纹尖端附近的应力场、应变场、位移场、裂纹尖端张开位移(COD)以及应力强度因子,并与数字图像相关方法的计算结果进行对比分析。