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对材料断裂过程的研究出现宏微观结合的趋势。断裂起源于原子价键的破断，材料微结构影响局部力学场氛围，这两方面的探索构成本文研究焦点。 新材料往往具有微米以至纳米级细微结构。本文实现了原子与连续介质相耦合的计算，探讨了金属／陶瓷界面断裂的力学规律。分析了纳米复相陶瓷的增韧机制，获得与实验一致的结果。 实验中观测到断裂粒子发射，以及断裂过程中出现的混沌。本文构造了镶嵌于连续介质的裂尖原子模型，考察裂尖原子非线性运动。解释了与断裂粒子发射相关联的多种现象。描述了裂尖原子的混沌运动，揭示了断裂的动态行为以及断裂热产生的根源。 本文研究创造性体现在：获取对裂尖原子非线性行为特征的描述，实现原子与连续介质耦合的数值模拟，得到纳米复相陶瓷四种增韧机制。