金属材料的断裂破坏不仅在经济上影响人类的生产总值，而且时时刻刻威胁着人类的生命安全。因此，长期以来，众多工程领域的科学家都将大量的时间和心血花费在断裂准则的研究中，也提出了许多对工程应用有价值的断裂准则。然而，这些断裂准则具有局限性，往往只能应用于某一种特定的应力状态。文本在前人的研究基础上，将塑性应变能密度作为断裂参数引入到不同应力状态下的断裂实验分析中。　　单向拉伸是最简单的一种应力状态，通过拟合过的应力应变曲线方程，运用面积法可以求出塑性应变能密度。复杂应力状态下的应力应变分析较为复杂，进入屈服阶段以后，应力与应变之间一般不再存在一一对应关系，而且后继屈服函数非常复杂，至今仍然很难用一个表达式完整地表示。本文采用全量理论和基于Mises屈服条件的等向强化模型来计算韧性材料在复杂应力状态下的塑性应变能密度。　　塑性应变能密度为内变量，不能直接测量得到，需要通过其他变量计算得到。从塑性应变能密度计算公式可以看出一点的塑性应变能密度与该点的等效应力或等效塑性应变有关。因此，求出各点的等效应力或等效塑性应变是求解塑性应变能密度的关键步骤。基于这种处理方法，在扭转时，首先求出单位长度扭转角;在拉扭组合时，首先求出单位长度扭转角和正应变。从而求出扭转和拉扭组合应力状态下各点的等效应力或等效塑性应变，继而可得各点的塑性应变能密度，最后可以知道横截面塑性应变能密度积分以及整个体积上的塑性应变能。　　实验分析是本文的重点内容。本文拟对铝合金和球墨铸铁两种金属材料进行断裂实验，涉及到的材料有LC9，LY12，QT700，QT400，对其中的每一种材料进行不同应力状态下的断裂实验，应力状态主要有单向拉伸，扭转，拉扭组合。通过记录和测量不同材料在不同应力状态下断裂时候的相关断裂数据，结合推导的塑性应变能密度计算公式，可以求出不同材料在不同应力状态下断裂时危险点塑性应变能密度以及横截面塑性应变能密度积分，通过进一步研究提出并验证了塑性应变能密度断裂准则。