压入断裂试验为微区加载,因而制样工艺简单、对样品尺寸基本无要求。其有助于研究脆性材料在复杂应力状态下的破坏现象和规律,且可实现微小尺度下断裂韧度(KIC)的测试,适用于研究和开发陶瓷和微机电系统等新材料和结构。　　 现有压入断裂韧度测试方法存在共性问题,无法从单次压入试验中测定所有分析参量。本论文针对该问题,基于仪器化压入技术,拟建立一种简便识别断裂韧度的分析方法及其相应测试方法,同时研究压入断裂机制中的若干相关问题。　　 首先,建立单棱锥压头识别KIC的能量分析方法。在Lawn-Evans-Marshall压入断裂模型中,引入棱锥压头的压入能量标度关系,用卸载功和加载功之比(Wu/Wt)替换现有分析方法中的硬度和弹性模量之比(H/E),以便所有分析参量可从单次压入断裂中测定。探讨此分析方法成立的前提条件:(1)有限元模拟和实验验证证实,在考虑摩擦的情况下,维氏、玻氏和立方角压头仍然近似满足压入能量标度关系;　　 (2)理论分析证实,无剥落开裂对Wu/Wt影响微弱,可以忽略。　　 其次,将上述模型化的分析方法转化成为实用化的测试方法。(1)实验研究分析方法的有效性,证实了无剥落开裂对Wu/Wt影响微弱,确定出三种压头KIC表达式中的待定系数,验证了本测试方法比现有方法有效。(2)误差理论分析显示,研究压入断裂测试的误差源及其误差传递关系,确定出裂纹长度e和Wu/Wt为主要影响因素。(3)评估实验数据,建立有效实验数据判定和Wt、Wu积分区间划分的方法。　　 (4)总结3种压头适用情况,提供压头选择的建议。　　 发展出一种新的仪器化压入识别断裂韧度的测试方法,其特点为:(1)实现真正的“微区”测试,所有分析参量从材料的相同压入位置处测定。(2)简化测试过程,所有分析参量可从单次压入断裂测试中获得;(3)提高测试精度,采用易准确测量的Wu/Wt作为分析参量;(4)拓宽适用范围,可选择采用3种压头。　　 研究压入断裂的两个基本问题,具体内容为:(1)通过理论分析、有限元模拟和实验验证,揭示压头形状和材料性质影响径向裂纹萌生的趋势;(2)通过理论分析和实验验证,证实压入断裂的裂纹表面能远小于无裂纹加载功和卸载功,初步揭示了加卸载过程中功.能转换的过程。