钢结构材料发展过程中,冷弯薄壁型钢作为一种具有多种优点的轻型钢材,相较于厚壁钢材用钢量少、价格便宜、并且具备足够的强度和稳定性,被大量应用于各种工业建筑和民用房屋建设,但是在多年使用过程中,冷弯薄壁钢材普遍会因为难以防护而产生严重的锈蚀现象,进而引发难以预测的断裂事故,危害生命财产。本文选取在工业厂房服役多年的锈蚀冷弯薄壁钢材作为研究对象,将试验研究,有限元模拟和理论分析相结合,研究试件的力学性能和锈蚀薄壁钢板的断裂行为与断裂模型。主要内容如下:(1)将工业厂房中使用多年后产生锈蚀的檩条拆除,制成平板及弯角两种标准试件,得到锈蚀率与截面之间存在的关系,将锈蚀程度不同的试件在实验室进行拉伸试验,获得试件基础力学性能,研究试件荷载变形曲线、断裂荷载、断裂位移等数据,探讨不同部位试件锈蚀程度和力学性能之间存在的关系。结果表明,点蚀极大的缩短了试件的屈服平台,降低延性性能,弯角部位断裂变形仅仅为平板部位的20%;全面锈蚀使试件的强度降低,并且弯角部位受锈蚀状态的影响更大,强度下降大于平板部位,锈蚀试件断裂突然,预测难度增大。并且对比普通热轧钢材,锈蚀对冷弯钢材的影响更为严重。(2)结合拉伸试验获得的试件相应数据,建立基于实际形貌的有限元模型作为精确数值模拟的基础,引入SMCS与VGM断裂准则,反推试件的韧度参数,并且建立模型等值线云图,可知试件断裂一般从最大尺寸的锈坑开始产生,锈坑所引起的应力应变集中使断裂只发生在锈蚀凹坑周围的一小块特殊部位,并且点蚀试件的应力集中更加明显。(3)使用ABAQUS有限元软件建立点蚀和全面腐蚀的平板部位模型、弯角部位模型,点蚀试件通过锈坑的深度变化模拟,全面腐蚀试件通过净截面面积的变化模拟,以未锈蚀试件的力学性能为基础,从模型中获取与断裂准则相关的三项力学参数(MISES应力,等效塑性应变,静水应力),研究点蚀与全面腐蚀状况下,断裂参数的发展变化。结果表明,随着锈坑深度和净截面面积的增大,三项数据呈现规律性的增加,并且平板部位在点蚀深度达到试件40%时,Mises应力与静水应力会因为屈服消失拉伸前期呈现突然地凹陷状态,分别建立锈坑深度、净截面面积与力学参数的拟合函数,提出力学参数的修正系数,代入两项断裂准则中,提出点蚀状态与全面腐蚀状态下平板部位与弯角部位一共四组断裂修正准则,此准则适用于锈蚀状态下冷弯薄壁型钢的点蚀断裂与全面腐蚀断裂的预测。