考虑如图之一含裂缝半长度a的结构物，受到外力P的作用，在物体之内部则会因受力而产生变形，因此可以计算出其内部的应变( )及应力(σij)。假设 U 为应变能，是为一纯量，则应变能与应力及应变间的关系，一般可表为 。此外，假设γ为裂缝延伸时，产生每单位面积新的裂缝表面所需的表面能，而由于上下裂缝表面之故，因此裂缝延伸时，所需之表面能为2γ。因此，当所作用之外力p达到一临界值时，物体内部之应变能大于产生新的裂缝表面所需之表面能即U＞2γ，则裂缝便会延伸。由于应变能的释放，提供所需之表面能。因此定义出一能量释放率 G，G＝-?V/ ?a，即每单位长度之裂缝延伸，其应变能之改变量。