最近在断裂力学领域的很多研究表明,除了应力三轴度外,Lode角是影响金属材料塑性流动和韧性破坏的重要参数,故近年来围绕Lode角、偏应力不变量、低应力三轴度出现了很多研究成果。但是现阶段在焊缝金属断裂性能的研究中,多采用SMCS、VGM、DSPS、CVGM模型,这些模型只考虑了应力三轴度、等效塑性应变和应力状态的关系,无法准确模拟偏应力和低应力三轴度状态下的韧性断裂。因此,本文设计了适用于研究高、中、低应力三轴度、偏应力状态的断裂试件,并进行焊缝试件单向拉伸和超低周疲劳断裂性能试验,从应力三轴度、罗德角参数ξ、Lode参数L等多维度研究焊缝金属的断裂性能。主要内容如下:(1)设计了 5种对应不同应力状态的材性试件,包括光滑圆棒试件、圆周缺口试件、槽板试件、矩形缺口试件、倾斜缺口试件,并进行焊缝试件单向拉伸和超低周疲劳断裂性能试验,分析了单向拉伸和疲劳加载试件的荷载-位移曲线,确定了各个试件的断裂位移和断裂圈数,并对其进行了误差分析。(2)利用试验数据校准了 Swift-Voce单向拉伸本构模型和Chaboche混合强化模型,利用Abaqus有限元软件对各类试件进行模拟,较准确的模拟出该批次焊缝金属的单向拉伸和疲劳荷载位移曲线,并且试验和模拟的裂缝位置能很好的吻合。(3)利用有限元模拟的历史数据校准适用于单向拉伸试验断裂预测的LOU、VGM、SWDM断裂模型和适用于疲劳试验断裂预测的CLOU、CVGM、SWDM断裂模型的未知系数,并将模型表达式编写入UVARM用户子程序,对焊缝金属的单向拉伸和疲劳加载试验进行了断裂预测模拟,并对各模型模拟结果进行损伤累积过程以及断裂位移和断裂圈数误差的对比分析,讨论各模型在不同应力状态下的优劣性。