作为高温结构材料，CuW合金在热冲击过程中，瞬间产生的温度载荷引起的温度梯度，导致合金内部产生很大的宏观热应力。同时，由于CuW合金中Cu、W两相的力学及热物理性能差异悬殊，在细观上不同相之间也会出现较大的应力。反复热冲击作用下，合金中的各相出现不同程度的损伤，促使微裂纹的形核并扩展，最终导致CuW合金表面出现块状剥落。因此，研究热冲击载荷下CuW合金中的损伤及微裂纹演变机理，对于CuW合金的设计以及使用寿命的有效评估，具有重要的指导意义。本课题分别从宏观和细观尺度对CuW合金的损伤及裂纹演变进行了深入的研究。　　为了分析CuW合金在宏观上的破坏机理，应用有限元方法分析了CuW合金在高压电弧热冲击作用下的温度场分布，并基于热弹性效应，研究了合金内部热应力的变化。分析温度场可知，电弧作用区域内合金的表面温度急剧升高，灭弧后温度快速下降。依据温度场分布，将加热区划分为汽化区、液化区及液固共存区。根据应力分布可知，CuW合金的破坏部位一般出现在熔池底部及加热区边缘处。在热冲击载荷作用的初始阶段，热应力促使裂纹形核，裂纹在随后的拉应力作用下扩展。　　通过水冷热冲击实验，研究了CuW合金在热冲击后的宏观性能损伤。结果表明，多次热冲击后，CuW合金的强度降低，呈现不同程度的损伤。通过分析高压电弧热冲击作用后的CuW合金微观组织，进一步证实了CuW合金在电弧作用下表面形成钨层、钨骨架层及铜钨层的层状组织这一模拟结论，其中表面重凝产生的钨层易引起微裂纹的形核。通过有限元计算可知，热冲击载荷的反复作用下，层状组织的存在导致表面温度及热应力的增大，加剧了表面裂纹的形核与扩展，并且由于横向应力的决定性作用，微裂纹优先向纵深方向扩展。　　根据CuW假合金的两相微观组织，基于Voronoi技术建立了CuW合金细观模型。通过分析拉伸载荷下的剪切滑移带可知，CuW合金的强度主要取决钨骨架的强度，即钨颗粒之间的结合状态——烧结颈的形状、数量及尺寸，而Cu在钨骨架中的分布则影响CuW合金的韧性。CuW合金中的微裂纹一般萌生于W/W及W/Cu界面处，然后沿着界面扩展。CuW合金的变形和断裂顺序依次为:钨颗粒相互分离、W/Cu界面接着开裂、韧性铜相的撕裂。　　通过Gurson修正模型，研究了单次热冲击载荷作用下细观尺度上CuW合金的损伤演变及其导致的微裂纹的形核及扩展过程。热冲击过程中，CuW合金的损伤及其引起的微裂纹首先形核于钨颗粒的棱角处，然后沿着Cu/W界面扩展。随着载荷的递增，微裂纹扩展进入此钨颗粒相邻的铜相，并朝着相邻钨颗粒的棱角处扩展。微裂纹扩展路径的计算分析与试验结果完全吻合。通过计算微裂纹扩展路径上的应力分布可知，Cu/W界面上的损伤及其所引起的微裂纹取决于正应力及剪应力的大小，其中剪应力的影响更大;而铜相中的损伤及其所引起的微裂纹主要依赖于正应力的作用。　　应用Darveaux模型分析了在循环载荷作用下，CuW合金在细观尺度上的损伤、微裂纹的产生及扩展行为。通过有限元计算可知，较低幅值的低周疲劳载荷对CuW合金的性能不会产生影响，无损伤发生，CuW合金处于弹性安定状态下。随着载荷幅值的增大，CuW合金开始由弹性安定转变为塑性安定状态，棘轮效应开始凸现。随着循环次数的累计，损伤萌生并逐渐增大，由损伤所引起的微裂纹开始在损伤达到临界值的多处形核，并沿着钨颗粒棱边扩展。循环载荷作用过程中，多条微裂纹不同程度扩展，并在钨颗粒的棱角处汇集;其中主裂纹的扩展方向在初始阶段与载荷的作用方向保持垂直，然后逐渐偏向于最大剪应力方向。此外，微裂纹扩展走向受到钨颗粒的影响，烧结颈在一定程度上可迟滞微裂纹的扩展速度。