金属梯度材料是由两种合理布局、均匀过渡的金属材料通过激光成型技术制备而成。作为一种新型的非均匀复合材料，其优异的力学性能使得它在航空航天等高科技领域受到了广泛的应用，并被越来越多地应用于整体主承力结构。相比于传统的复合材料，梯度材料的制备过程相当复杂，使得材料在制备和使用的过程中内部会产生裂纹，这些微小裂纹的不断扩展加快了材料的破坏，严重影响了材料的使用性能。因此对金属梯度材料断裂问题的研究，不仅对材料的安全使用，甚至对材料的结构分析和优化设计都有着重大的工程现实意义。本文开展了含裂纹金属梯度材料剩余强度的试验和数值模拟研究，完成了含缺口TC4-TC11金属梯度材料的三点弯试验，基于梯度扩展有限元方法，建立了I型裂纹金属梯度材料的剩余强度分析模型，结合交互式能量积分方法计算应力强度因子，引入K判据，建立了含I型裂纹金属梯度材料的剩余强度分析方法。并将模型的计算结果和试验结果进行对比，验证了该方法的有效性。基于该有限元方法详细讨论了材料参数对其剩余强度的影响规律，并得到了一些有用的结论。