断裂韧度是表征裂纹体抵抗裂纹失稳扩占能力的指标,是工程材料安全服役的关键参量,一般所说的断裂韧度通常是指能量释放率、应力强度因子、裂纹尖端张开位移CTOD和J-积分的临界值GIC、KIC、δC和JC,前两个为线弹性断裂指标,后两个为弹塑性断裂指标。KIC、JC和δC均可由相应的规范或标准测得,而GIC则没有直接的办法测得,一般是通过与应力强度因子KIC的关系换算得到。准确获取材料的断裂韧度,对于结构完整性评价具指导意义。随着泛形理论的提出,发展一套新的断裂韧性的测试方法成为可能,利用断裂能的概念进行断裂韧性测试是一种可行的途径。本研究将基于泛形理论结合断裂能的概念进行断裂韧性测试方法的探索,主要进行以下研究:通过对QT500和16MnR两种材料板状含裂纹试件进行单轴拉伸破坏实验,使其发生Ⅰ型断裂破坏,对试件断裂后的形态分别进行比较分析。根据实验过程记录载荷-位移数据,计算外力做功,并将外力功区分为两部分:造成裂纹起裂的起裂功W1和裂纹发生快速扩展的断裂功W2。基于泛形几何的基本思想和材料断裂面呈泛形特征的实验结果,利用电镜测量试件断裂面的形貌,考虑材料断而的自相似特性,采用计盒法计算得到断裂面的泛形复杂度D,给出矩形断裂面的泛形断裂面积计算方法,并进一步计算得到材料断裂面的真实断裂面积。根据传统断裂能的定义,给出泛形断裂能的计算公式,分析泛形断裂能的本质特征和作用机理,得到材料的起裂断裂能Guf1和破坏断裂能Guf2;研究发现在合适的测试条件下,泛形断裂能对不同裂长试件得到的数值是基本不变的,可以作为材料的断裂参数。分析泛形起裂断裂能与断裂韧度GIC的关系,给出以单轴拉伸破坏实验得到材料断裂韧度GIC的测试方法;分析泛形破坏断裂能Guf2作为材料破坏断裂韧性的可行性,得到材料的破坏断裂韧度GC。通过设置多种裂纹形式,包括:单边裂纹试件、双边裂纹试件、双边V型缺口试件,考察得到的泛形断裂能的差异,分析各类试件测试断裂韧度GIC和GC的优劣,给出合理的断裂韧性测试方法。本研究是采用宏-细观相结合的方法将泛形理论应用在传统的断裂问题中,给出了一种新的断裂韧性测试方法。这一新的尝试拓宽了泛形理论的应用范围,探索了一种新的断裂韧性测试思路,为断裂力学研究的发展和泛形理论在力学研究中的应用奠定了一定的基础。