随着汽车轻量化的发展,铝合金在汽车行业应用愈加广泛。断裂是铝合金力学性能表征的重要部分之一,而复杂工况下铝合金的断裂则受到多种因素的影响。车用铝合金断裂的准确表征及模拟实现,对于汽车的轻量化与被动安全评估而言具有重要意义。首先,为了完整表征铝合金的断裂特性,本文对车用铝合金6061-T5开展了包含剪切、单轴拉伸、缺口拉伸在内的不同应力状态实验,应变率由1/s至1000/s的高速拉伸实验,以及与挤压方向呈不同角度的各向异性实验。实验结果表明铝合金的断裂具有明显的应变率效应,同时具有一定的各向异性。通过电镜断口拍摄,利用断口学分析了铝合金在不同工况下的断裂特点差异。其次,为了完整反映材料的力学特性,使用Hill-48各向异性屈服准则、Swift强化方程、M-JC应变率方程对材料屈服及强化阶段进行了表征。经有限元网格收敛性分析之后,使用有限元-实验结合的方法获取各种工况断裂时的塑性应变、应力三轴度、Lode角参数等数据,其中,使用基于应变的应力三轴度和Lode角参数的平均值作为标定所需数据以避免参数在断裂时明显偏离理论值的问题。据此完成原MMC断裂准则的标定。利用各应变率的断裂数据确定各应变率MMC断裂应变曲面的位置,基于准静态MMC曲面对不同应变率的MMC曲面进行归一化,并据此建立应变率方程。将之与MMC准则关联,实现MMC断裂准则应变率效应的修正。根据各向同性屈服准则转化为各向异性屈服准则的思路,在等效塑性应变计算公式中添加断裂各向异性系数,以表征各向异性断裂,以此实现MMC断裂准则的各向异性修正。对GTN损伤模型进行了参数优化,标定后的GTN损伤模型能表征6061-T5铝合金不同应力状态的断裂特性。将GTN塑性势方程中的屈服应力项改进为Swift强化方程与自定义的应变率方程,使GTN损伤模型能够反映材料在强化阶段的应变率效应。采用全因子法进行了实验设计,确定在中高应变率下准确反映材料断裂的1)_（8）和11)值。并据此将1)_（8）和11)修正为关于应变率的函数。以此实现GTN损伤模型对材料断裂应变率效应的修正。最后,将修正后的MMC断裂准则与GTN损伤模型开发至以Fortran语言编码的UMAT子程序框架之中,并应用于有限元仿真软件LS-DYNA之中。经仿真结果与实验数据的对比分析,验证了子程序的正确性。本文图57幅,表16个,参考文献87篇。