生物材料例如骨头、牙齿和珍珠母等因其具有独特的微观结构,同时具有很高的强度和韧性,受到研究学者们越来越多的关注。已有研究表明通过对传统的"砖泥结构"中增强相的形状进行修改,将其由经典方形变为沙漏状等形状,即引入一定的几何互锁机制,可以提高仿生材料的刚度和强度,但是对仿生材料的韧性的影响并未有提及;另一方面两相材料之间的界面性能对材料韧性的影响也鲜有报道。因此,本文从断裂力学的角度出发分析了几何互锁机制和界面性能对仿生珍珠母复合材料的韧性的影响。首先,从理论方面分析了沙漏状增强相的倾角对复合材料裂纹扩展的影响,发现存在一个临界值,当倾角小于这一临界值时会出现裂纹偏转现象。其次,从理论方面分析了界面强度对复合材料失效机制和韧性的影响,发现了材料脆韧转换的临界界面条件,当界面强度小于这一临界值时会发生韧性破坏,反之则是脆性破坏。同时复合材料在该临界值的韧性取得极大值。最后,本文还采用有限元方法对界面临界状态进行了数值验证,发现与之吻合较好,这为设计新型复合材料起到了一定的指导作用。