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在弹塑性断裂力学分析中，D.S.Dugdale针对具有中心裂纹的理想弹塑性金属薄板拉伸问题，基于真实裂纹前沿塑性区边界应力场无奇异性的物理本质，提出了著名的Dugdale模型，将裂纹塑性区分析转化为了虚拟裂纹尖端的应力强度因子叠加和求解。该模型因其物理概念清晰、对塑性区尺寸的预测与实验结果非常吻合，而成为断裂力学历史上最著名的成果之一。但是，经典的Dugdale模型仅适用于无限宽裂纹板的解析分析，使其适用性和工程价值受到了极大限制。
针对Dugdale模型一直难以扩展到有限宽裂纹板分析这一长期未解决的断裂力学难题，本文针对理想弹塑性材料，基于裂纹线场分析方法，解决了有限宽裂纹板Dugdale模型虚拟裂纹在特定边界条件下应力强度因子的解析求解，得出了有限宽裂纹板Dugdale模型塑性区尺寸的解析表达式，其结果与经典实验结果吻合，并实现了对Dugdale模型裂纹尖端张开位移的解析分析。本文采用有限元分析方法对Dugdale模型的解析结果进行了对比分析，结果吻合良好。本文还针对带裂纹的桥梁钢箱梁底板，建立了Dugdale模型，并进行了适应性分析，在此基础上，计算了塑性区长度和裂尖张开位移，并给出了工程分析方法，为解决实际工程问题提供了理论依据和支撑。
本文主要研究内容及成果如下：
①基于应力强度因子裂纹线场分析求解方法，解决了有限宽裂纹板Dugdale模型解析分析关键问题——Ⅰ型有限宽裂纹板虚拟裂纹在虚拟扩展部分均布作用压力下应力强度因子的求解，所得解析结果与有限元等结果吻合度高，当板宽趋于无限大时，与相应的无限宽裂纹板的解答一致。这一关键问题的解决，为有限宽裂纹板Dugdale模型解析分析提供了基础；
②基于无限宽裂纹板Dugdale模型，针对经典加载情况下有限宽裂纹板，即垂直于裂纹方向作用均布应力的I型有限宽中心裂纹板条，建立了Dugdale模型，基于求得的有限宽裂纹板应力强度因子和虚拟裂纹尖端应力场奇异性为零的物理本质，得出了Dugdale模型塑性区尺寸与外载、裂纹长度以及板宽之间的关系，给出了有限宽板对相应无限宽板的Dugdale模型修正系数和其塑性区长度的表达式，以及塑性区相对长度与载荷比的关系曲线，成功的将Dugdale模型解析拓展到了有限宽裂纹板问题分析；
③对Dugdale本人提出的Dugdale模型塑性区理论曲线与实验值之间的差异性进行了分析，结果表明，本文所得解析结果中塑性区尺寸与Dugdale本人的实验高度吻合，消除了Dugdale基于无限宽板模型的塑性区理论曲线与Dugdale本人针对实际有限宽板的实验值之间存在的差异性，解释了Dugdale模型塑性区尺寸与实验结果差异性的物理本质，验证了本文Dugdale模型解析结果与实验结果了高度吻合性；
④利用卡氏定律和Paris位移公式，基于弹性应变能U与应力强度因子KI（与裂纹扩展力GI相对应）的关系、对经典荷载作用下有限宽裂纹板裂尖张开位移进行分析求解，给出了用积分形式表达的有限宽裂纹板裂尖张开位移解析表达式，可针对具体裂纹问题进行数值求解，为实际工程中真实存在的有限宽板裂纹问题弹塑性分析与断裂判据建立提供了理论依据；
⑤针对带裂纹的桥梁钢箱梁底板，分析了有限宽裂纹板Dugdale模型的适用性，分别对考虑与不考虑底板纵肋的情形，进行了Dugdale模型解析分析和有限元分析，分析表明，本文有限宽板Dugdale模型可有效用于底板中心裂纹钢箱梁塑性区长度和裂尖张开位移分析和计算，具有较高准确性，并给出了有限宽裂纹板Dugdale模型工程分析方法，可为带裂纹工作桥梁结构分析提供理论支撑。
本文所得有限宽板Dugdale模型扩展了Dugdale经典模型的适用范围，突破了无限宽板Dugdale模型难以直接用于工程实际有限宽裂纹板结构分析的局限性，可直接应用于工程实际结构分析中，如桥梁钢箱梁裂纹Dugdale塑性区分析和裂尖张开位移分析，结果具有较高准确性。
针对Dugdale模型一直难以扩展到有限宽裂纹板分析这一长期未解决的断裂力学难题，本文针对理想弹塑性材料，基于裂纹线场分析方法，解决了有限宽裂纹板Dugdale模型虚拟裂纹在特定边界条件下应力强度因子的解析求解，得出了有限宽裂纹板Dugdale模型塑性区尺寸的解析表达式，其结果与经典实验结果吻合，并实现了对Dugdale模型裂纹尖端张开位移的解析分析。本文采用有限元分析方法对Dugdale模型的解析结果进行了对比分析，结果吻合良好。本文还针对带裂纹的桥梁钢箱梁底板，建立了Dugdale模型，并进行了适应性分析，在此基础上，计算了塑性区长度和裂尖张开位移，并给出了工程分析方法，为解决实际工程问题提供了理论依据和支撑。
本文主要研究内容及成果如下：
①基于应力强度因子裂纹线场分析求解方法，解决了有限宽裂纹板Dugdale模型解析分析关键问题——Ⅰ型有限宽裂纹板虚拟裂纹在虚拟扩展部分均布作用压力下应力强度因子的求解，所得解析结果与有限元等结果吻合度高，当板宽趋于无限大时，与相应的无限宽裂纹板的解答一致。这一关键问题的解决，为有限宽裂纹板Dugdale模型解析分析提供了基础；
②基于无限宽裂纹板Dugdale模型，针对经典加载情况下有限宽裂纹板，即垂直于裂纹方向作用均布应力的I型有限宽中心裂纹板条，建立了Dugdale模型，基于求得的有限宽裂纹板应力强度因子和虚拟裂纹尖端应力场奇异性为零的物理本质，得出了Dugdale模型塑性区尺寸与外载、裂纹长度以及板宽之间的关系，给出了有限宽板对相应无限宽板的Dugdale模型修正系数和其塑性区长度的表达式，以及塑性区相对长度与载荷比的关系曲线，成功的将Dugdale模型解析拓展到了有限宽裂纹板问题分析；
③对Dugdale本人提出的Dugdale模型塑性区理论曲线与实验值之间的差异性进行了分析，结果表明，本文所得解析结果中塑性区尺寸与Dugdale本人的实验高度吻合，消除了Dugdale基于无限宽板模型的塑性区理论曲线与Dugdale本人针对实际有限宽板的实验值之间存在的差异性，解释了Dugdale模型塑性区尺寸与实验结果差异性的物理本质，验证了本文Dugdale模型解析结果与实验结果了高度吻合性；
④利用卡氏定律和Paris位移公式，基于弹性应变能U与应力强度因子KI（与裂纹扩展力GI相对应）的关系、对经典荷载作用下有限宽裂纹板裂尖张开位移进行分析求解，给出了用积分形式表达的有限宽裂纹板裂尖张开位移解析表达式，可针对具体裂纹问题进行数值求解，为实际工程中真实存在的有限宽板裂纹问题弹塑性分析与断裂判据建立提供了理论依据；
⑤针对带裂纹的桥梁钢箱梁底板，分析了有限宽裂纹板Dugdale模型的适用性，分别对考虑与不考虑底板纵肋的情形，进行了Dugdale模型解析分析和有限元分析，分析表明，本文有限宽板Dugdale模型可有效用于底板中心裂纹钢箱梁塑性区长度和裂尖张开位移分析和计算，具有较高准确性，并给出了有限宽裂纹板Dugdale模型工程分析方法，可为带裂纹工作桥梁结构分析提供理论支撑。
本文所得有限宽板Dugdale模型扩展了Dugdale经典模型的适用范围，突破了无限宽板Dugdale模型难以直接用于工程实际有限宽裂纹板结构分析的局限性，可直接应用于工程实际结构分析中，如桥梁钢箱梁裂纹Dugdale塑性区分析和裂尖张开位移分析，结果具有较高准确性。