在石油化工、核电能源等领域中，由断裂失效引发的安全事故屡见不鲜。材料的断裂韧度是对设备进行安全评估和寿命预测的重要参考指标。常规断裂韧度测试方法要求试样有较大的尺寸，很多设备结构无法满足这一要求，因此小试样获取材料断裂韧度的方法研究和断裂韧度尺寸效应研究具有重大的工程意义。　　本文以工程上发生过断裂失效的钢板WELDOX900为研究对象，分别对用常规小试样（小尺寸CT试样）和非常规微试样（小冲杆试样）获取断裂韧度的方法进行了研究，并基于试验结果和有限元数值模拟结果对断裂韧度的尺寸效应进行了探究。本文所做工作和主要结论如下:　　(1)通过测试不同厚度CT试样的断裂韧度，发现金属延性断裂韧度J0.2与试样厚度B的关系为J=αBe-βBn+JIC(1-e-βBn)，提出了通过薄试样预测平面应变断裂韧度的方法;　　(2)通过探究CT试样尺寸等比例缩小对断裂韧度的影响，发现了CT试样的小型化并不影响开裂机理和裂纹扩展方式，基于该发现对小CT试样获取材料断裂韧度的可行性进行了充分的讨论;　　(3)通过Visual basic程序设计手段和试样断后厚度减薄率验证方法有效地解决了反向有限元法的数据库样本量问题和参数唯一性问题。利用完善的反向有限元法从小冲杆试验中获取了WELDOX900钢的真应力应变曲线、GTN参数和断裂韧度值。反向有限元法的结果与常规试验结果对比发现J0.2的数值误差仅为9.7％;　　(4)基于反向有限元获取的材料参数对不同厚度试样进行断裂韧度试验数值模拟，发现裂纹尖端附近应力三轴度的分布可以很好的解释断裂韧度随厚度变化的规律。