韧性材料的断裂问题是工程结构中普遍存在而又没有完全解决的问题。本文系统地探讨了不同材料的复合型及常规断裂行为和规律,并从断裂试验、断裂准则、应力场计算以及断裂机理分析等多方面对复合型断裂问题进行了深入研究,取得以下重要进展:1.受材料特性不同与应力状态变化的影响,材料断裂的物理机制会出现变化,导致构件发生不同的断裂形式。不同材料,相同三轴应力水平可能发生不同形式的断裂;同一材料,随应力三维度从高向低依次变化,材料的断裂形式也将由组织断裂,依次转变为孔洞正断,孔洞剪断,塑性剪断和焊合。对于以上五种机理应存在四处应力三维度分界值,依次判断材料发生上述五种机理。分界值与材料特性有关,不同材料的应力三维度分界值将不同。2.从裂纹体与无裂纹体材料有着相似的断裂机理及裂纹顶端必然发生钝化和应力应变有界这两个客观事实出发,目前断裂力学中的奇异性理论不应成为讨论裂纹扩展判据的基础,裂纹体与无裂纹体的断裂判据应该是一致的。3.本文在细观机理基础上,从非奇异理论出发建立宏观多参数断裂准则,应用时则采用假定的实用计算方法。这样既绕开了早期奇异性理论基础上的缺陷,又避免了非奇异理论带来的数学上的困难,而且该准则从危险点临界应力参量出发建立,易与材料细观断裂机制相联系,也与传统强度理论思想接近,完善了统一断裂理论式。4.揭示了裂纹的亚临界扩展过程中以裂端塑性变形为主,有少量的材料纤维断裂,且起裂点也只是变形点;材料的断裂过程可能是,当应力参数达到临界值时,出现细观组织断裂,并快速地引发宏观断裂。同时发现材料特性和应力状态是影响材料断裂韧性试验测量结果的两个主要因素,否定了断裂韧度测试试验中对厚度等尺寸的不合理要求,认为平面应变断裂韧度K IC反映的是材料发生正断的指标,而厚度对其的影响仅表现了应力状态不同,材料的断裂性能不同;对于不同材料,厚度要求是不同的,因此,仅对厚度进行要求,控制材料发生正断是不合理的。另外,对于用J IC换算K IC的问题,韧性材料小尺寸试件的断裂机理主要为孔洞剪断,这是两种不同机制的断裂问题,由此得到的试验数据并不能合理地反映材料发生正断时的性能。