带裂纹的工程结构在动载作用下,其结构响应为时间的函数,相较于静载作用,动载不仅更易造成裂纹扩展使结构发生失稳破坏,且因考虑荷载的惯性效应,其理论推导和求解也更为复杂,因此,开展高精、高效的结构动载作用下断裂行为的数值算法研究意义重大。基于广义参数有限元法,假定裂尖奇异区径向离散单元节点位移近似满足刚体转动理论,推导了带裂纹平面弹性体结构裂尖应力强度因子（Stress Intensity Factors,简记SIFs）分析的广义参数Williams单元（简记W单元）。因新建立的W单元位移场中仍含有与SIFs相关的参数,可直接获得,克服了传统奇异单元加载过程中每次均需线性外推求解引入人为误差的缺陷。本文充分发挥W单元的优势,针对带裂纹平面弹性体的动态断裂问题开展了以下研究:（1）推导了动载作用带裂纹平面弹性体SIFs分析的1/4奇异单元计算格式,并编制了相应的Fortran程序。首先从常规八节点等参元与1/4奇异单元的构造出发,根据动态有限元理论推导模型的整体刚度矩阵、质量矩阵和荷载列阵,建立了整体控制方程,并采用Newmark积分法对整体控制方程进行求解得到节点的位移向量,再利用位移外推法线性拟合得到裂尖处的SIFs。通过经典算例的验证与分析,证明了奇异单元求解思路的正确性,为后续研究工作奠定了理论基础,但奇异单元在求解SIFs时,每一次荷载循环过程中都需经过线性外推这类繁琐的后处理,此过程不仅会引入人为的二次误差,而且还容易造成误差积累,影响计算精度。（2）基于奇异单元的相关理论和基础,并结合广义参数有限元法,通过在奇异区内引入Williams级数位移场,将单元的位移向量转换成与SIFs直接相关的广义参数向量,从而能够直接求解整体控制方程获得高精度的裂尖SIFs。但因奇异区内径向各层子单元虚节点的速度、加速度向量无法采用显式表示,假定其位移近似满足刚体转动理论,根据各节点坐标间的等比关系,以奇异区外围实节点为基准推算了内部虚节点的位移、速度和加速度,进而得到奇异区单元的荷载向量近似求解式。在此基础上,进一步研究了W单元三个重要参数和奇异区尺寸的建议取值,算例分析表明:当W单元三个重要参数取m=12,α=0.95,n=400,且奇异区尺寸取（?）时,计算结果具有较高的精度。（3）为进一步研究W单元在动态断裂问题分析中的普适性,分别设置了不同的裂纹参数与动载类型进行分析,即通过改变裂纹的长度、倾斜角度与位置分析了SIFs曲线峰值的变化规律,同时采用阶跃荷载、线性荷载与正弦荷载依次进行计算,其结果与ANSYS吻合较好,证明W单元可以适用于不同动载形式下的带裂纹平面弹性体断裂分析。在此基础上研究了常规区网格划分对SIFs的影响,并针对不同的弹性模量、密度与泊松比取值,分析了材料特性对SIFs曲线峰值和滞后时间的影响规律,算例分析表明:W单元具有良好的收敛性与稳定性;结构在动载作用下增大弹性模量与密度分别会缩短和延长裂尖SIFs曲线的滞后时间,而泊松比的变化则会改变应力波对各个裂尖的作用次序,进而影响裂尖SIFs的变化规律。