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复合型疲劳裂纹扩展而导致的断裂是机械和化工构件的主要断裂形式之一，由于其在实际结构中存在的广泛性和理论分析时的复杂性而一直受到相关学者的广泛关注，而I型（张开型）和II型（滑开型）并存的复合型裂纹是导致疲劳断裂的主要原因，因此研究I-II复合型疲劳裂纹的扩展机理对构件剩余寿命的精确预测具有重大理论和实际意义。本文详细介绍了近几年新兴的扩展有限元数值方法，并应用扩展有限元法理论以典型压力容器常用钢Q345R为材料，在有限元分析软件ABAQUS中对非标准紧凑拉伸剪切试样（CTS）进行I-II复合型疲劳裂纹扩展模拟分析，并与相应的试验结果进行对比，具体如下：首先，阐述了扩展有限元法的基本思想和原理，介绍了扩展有限元法在处理裂纹问题时的思路和内容；推导了扩展有限元法解决裂纹扩展问题时的位移场函数、控制方程、离散方程、形函数偏导和数值积分等的表达式；阐述了基于扩展有限元法的单位分解思想以保证计算收敛与精度，同时介绍了预设虚节点法以在ABAQUS软件上实现断裂分析的扩展有限元法；给出了水平集法以跟踪裂纹生长，更新了水平集法以提高追踪裂纹扩展的准确性；详细介绍了基于扩展有限元法计算应力强度因子的直接法原理及具体实现方法，即通过推导离散位移表达式和虚功支配方程来计算应力强度因子的方法。其次，选取了不同厚度与不同加载角度的CTS试样进行I-II复合型多步疲劳加载试验，得出完整的裂纹扩展路径，计算出实际裂纹扩展速率。分别对不同厚度不同加载角度的对应CTS试样进行扩展有限元数值模拟计算和分析，得到裂纹扩展路径的模拟数值，同时计算对应的应力强度因子，从而计算出裂纹扩展速率。分析厚度和加载角度对I-II复合型疲劳裂纹扩展行为的影响，得出裂纹扩展路径偏斜程度主要受加载角度的影响，受试样厚度影响很小；加载角度改变后，裂纹扩展速率也不同，而且与裂纹扩展路径变化密切相关。最后，通过试验结果和扩展有限元模拟结果的对比，验证了扩展有限元法解决I-II复合型疲劳裂纹扩展问题的可靠性，证明利用扩展有限元法分析复合型疲劳裂纹扩展问题具有较高的准确性和较强的适应性。