钢材被广泛应用于交通运输、压力容器、高层建筑等工程领域,是国民经济建设和国防建设中的重要材料。但在安装以及实际服役过程中,钢材会受到温度和塑性变形的影响,在低温环境下容易发生脆性解理断裂。解理断裂是一种随机事件,会导致灾难性的结构失效。如泰坦尼克号的沉船、挪威钻井台架倾覆等重大事故,造成了惨重的后果。如何预测试件和结构的断裂行为从而进一步进行防断设计一直是学术界研究的重点和难点。30多年来,学者们一直在积极推动一种基于微观力学的概率统计方法,也被称为局部法,用来对材料的解理断裂行为进行评估,从而避免突然发生的灾难性结构失效。该类方法中的关键点就是材料的解理断裂局部特征参量的标定,即Weibull参数的标定。本文主要基于已经提出的解理断裂新局部法模型,以20Mn Mo Ni55铁素体钢和国产A508-Ⅲ压力容器钢为研究对象,对新局部法模型的参数标定进行了研究和应用。本文利用有限元分析软件ABAQUS对两种压力容器钢进行了三维建模、网格划分以及数值模拟分析,得到了相应的应力场分布结果,再结合解理断裂新局部法模型展开研究和讨论。主要研究内容如下:(1)利用弹塑性有限元方法对20Mn Mo Ni55钢在两种温度下(123K(-150℃)和223K(-50℃))的各10组试样进行了数值模拟研究,得到了两种试样在不同温度不同载荷下的应力分布情况。结合新的局部法模型公式对两种温度下的试样展开了参数标定研究,分别采用四种不同的断裂过程区门槛系数?来进行参数标定以及结果分析。提出了一种在使用新局部法模型进行Weibull参数标定时的简化方法。(2)对20Mn Mo Ni55钢的解理断裂行为进行了预测。利用新局部法模型以及20Mn Mo Ni55钢的Weibull参数标定的结果,预测了20Mn Mo Ni55钢的解理断裂和结构外载之间的关系。对解理断裂新局部法模型的公式展开了数学推导,基于概率密度函数以及最大值原理,提出了两个重要的解理断裂概率计算公式。并将这两个重要的解理断裂概率计算公式应用于20Mn Mo Ni55钢,提出了两个重要的解理断裂概率值以及对应的载荷值。预测了两种温度下最有可能引起结构发生解理断裂的载荷。(3)研究了解理断裂新局部法模型的Weibull参数标定是否受试样几何尺寸的影响。根据A508-Ⅲ钢的断裂实验数据,利用有限元分析软件ABAQUS对两种不同缺口尺寸的A508-Ⅲ钢缺口圆棒低温拉伸试样进行三维建模,网格划分以及数值模拟,得到了两种试样的应力分布情况。结合解理断裂新局部法模型,采用线性回归法标定了两种缺口尺寸试样的Weibull参数。结果表明利用新模型进行模型参数标定时,不同缺口尺寸试样的Weibull参数也不同,表明了解理断裂新局部法模型参数标定的尺寸依赖性。