断裂力学是评估工程结构完整性一个重要依据。断裂的约束效应是指实际结构的断裂韧性,不仅与结构材料有关,还取决于试样或结构的约束水平。约束水平与试样或结构的几何尺寸（裂纹的深或浅）、加载方式（弯曲或拉伸）和裂纹的几何形状（贯穿裂纹或表面裂纹）相关。由于实际结构与实验室的标准试件约束不同,实验室测试出来的断裂韧性值不能直接用于结构的安全评估。将实验室测试的断裂韧性标准值,转换为能用于实际结构（如反应堆压力容器）的评估值具有非常重要的实际意义。本文基于目前发展比较成熟的弹塑性断裂力学中的J-A₂双参数方法,主要研究断裂力学中以下问题并相继得出对应的结论:1.基于J-A₂方法研究不同约束水平下的断裂韧性转化建立了不同约束水平下基于J-A₂方法的断裂韧性转化公式。首先,通过CTOD试验测试裂纹深宽比为a/W=0.25（浅裂纹）、a/W=0.50（深裂纹）和a/W=0.75（更深裂纹）三点弯曲试样的断裂韧性,将CT OD测试值转化为J积分值;然后,建立了相应裂纹尺寸三点弯曲的三维有限元模型,计算获得裂纹尖端的应力场与J积分值,有限元计算结果与试验值吻合良好,验证了有限元模型的精确性。最后,基于J-A₂方法断裂韧性转化公式对不同约束水平（深裂纹和浅裂纹三点弯曲）试样断裂韧性值进行转化,断裂韧性转化值与试验测量值误差较小,验证了J-A₂方法转化断裂韧性的可行性。2.基于J-A₂方法量化反应堆压力容器在双轴加载下的约束水平建立了双轴加载下的反应堆压力容器有限元三维模型,计算了不同双轴载荷下试样的约束参数A₂,通过约束参数A₂对反应堆压力容器约束水平进行量化。3.基于J-A₂方法预测反应堆压力容器在双轴加载下的断裂韧性综合A533B材料的断裂韧性试验数值和含半椭圆表面裂纹反应堆压力容器模型有限元数值分析结果,结合J-A₂理论,绘制A533B的“材料失效曲线”和含半椭圆表面裂纹反应堆压力容器的“裂纹驱动力曲线”,预测了含半椭圆表面裂纹反应堆压力容器实际结构在双轴加载下的断裂韧性值。