薄膜基体系统是指在基体的表面凝聚或沉积一定厚度物质的复合材料。已经成为改善材料或结构性能非常有效的途径之一。由于使用过程中薄膜容易发生断裂,导致材料或结构尚未达到破坏应力,甚至远小于破坏应力就发生失稳破坏。故研究薄膜断裂的过程有重要的理论和工程意义。有限元法的提出使得研究薄膜断裂方面有了新的契机。借助有限元软件模拟分析薄膜断裂的过程得到了研究者的共鸣。扩展有限元法是基于单元划分的传统有限元方法的一个扩展方法。它使用了特殊的位移函数,利用扩展的自由度来描述间断的特性,故不再要求对网格进行重新划分来满足几何间断特性。该文的目的是采用扩展有限元法,通过ABAQUS有限元平台模拟出薄膜贯穿裂纹呈均匀排列的现象。其分析结果与所提出的膜贯穿模型进行了相互验证。同时通过模拟预设贯穿裂纹得到的应力—应变曲线验证模型卸载阶段的正确性。介绍和分析了如下方面的情况:(1)简要介绍了薄膜基体系统,以及归纳了国内外对薄膜断裂问题的研究方法。(2)介绍和概括了断裂力学的基本原理和扩展有限元法的基本理论。(3)提出了一种薄膜基体系统中膜断裂的模型,即n段并联的子薄膜基体系统单元与基体相互串联的模型,同时给出了加载和卸载的应力—应变曲线,并推导了在断裂前后薄膜基体系统的弹性模量公式。(4)对基于ABAQUS平台上的建模过程做了叙述,模拟出了薄膜基体中膜断裂的情况,分析了模拟的相关结果,并借助Origin绘制出相关曲线来分析裂纹的启裂、扩展和贯穿情况,以及验证模型的正确性。同时也模拟了预设贯穿裂纹,以此来验证模型卸载阶段的正确性。通过分析得出了以下结论:采用扩展有限元法,以容许误差作为扰动条件,实现了对薄膜基体系统膜断裂的数值模拟;薄膜基体系统的应力-应变曲线反映不出裂纹的启裂,扩展和贯穿情况,但该曲线的一阶导数和二阶导数曲线可以明显反映出来;裂纹的贯穿过程必然伴随着剥离现象的发生;借助有限元平台能够验证本论文所提出的膜贯穿裂纹的模型的正确性;裂纹条数n越大,模型的精确度越低;贯穿裂纹的宽度与子系统单元间距离的比值ρ越大,模型的精确度越高。