铁素体钢材是目前生产生活中最常用的钢材料之一,而在钢材料及结构的服役期间,通常会发生一系列的断裂问题,从而造成不可估量的损失。断裂韧性是评估材料或结构完整性的重要指标之一,材料的断裂韧性不仅与材料本身属性相关,同样取决于研究对象的加载方式或约束水平等其它因素。材料的断裂韧性也是近年来断裂力学学科内的研究热点。本文对铁素体钢材的典型材料Q345B钢材的断裂韧性运用不同方式进行了求解。通过不同的断裂韧性求解方法的比较,得到更为适宜的断裂韧性求解方法,从而为材料和结构的完整性评估、相应结构的断裂韧性预测提供基础。本文主要研究内容如下:（1）归纳总结断裂韧性的基本断裂力学理论,对线弹性断裂力学理论和弹塑性断裂力学理论进行了详细介绍。归纳整理了断裂韧性测试的各类试验方法,包括三点弯曲试验、紧凑拉伸试验和夏比冲击试验,介绍了试验试件的各类形式及试验流程。对有限元分析方法进行了介绍,同时给定本次研究模拟使用的本构方程模型。（2）对Q345B钢材常温及低温环境下的基本力学性能进行归纳整理,得到材料屈服强度与抗拉强度随温度变化的拟合曲线。对材料进行夏比冲击试验数值模拟,得到不同温度下材料的夏比冲击吸收功。将模拟得到的数值与前人得到的数值进行分析整理,对所得夏比冲击吸收功与温度进行拟合得到拟合公式。分别利用经验公式法及主曲线法求解得到断裂韧性曲线。（3）通过模拟三点弯曲试验和紧凑拉伸试验,得到裂纹尖端位移—荷载曲线。通过金属材料准静态断裂韧性测试技术测定材料的断裂韧性,并对断裂韧性值的有效性进行判定。（4）通过有限元分析模拟技术测定三点弯曲试验及紧凑拉伸试验中各试件的J积分临界值。分析不同构件的约束水平并求解不同试件的约束参数A₂的值,通过J-A₂法对不同试件的J积分临界值进行转化,分析转化过程中产生的误差,从而验证J-A₂法在断裂韧性转化中的可行性。