软基薄膜结构以其高延展性、高柔性、制作效率高、良好的电学特性等优点受到青睐,在微机电系统、航空航天、生物材料、柔性电子等领域得到广泛应用。在实际服役环境中,软基薄膜结构往往受到双轴拉伸载荷,处于复杂的应力状态,从而出现薄膜断裂、脱粘、屈曲等损伤破坏行为,影响结构寿命,带来经济损失。其中,又以断裂破坏最为常见。因此研究软基薄膜结构的断裂损伤,探究其裂纹萌生和演化机理具有重要意义。本文围绕这一问题进行了以下几方面的研究:采用裂纹密度表征软基薄膜结构拉伸断裂过程的损伤演化,提出了双轴载荷下薄膜裂纹密度的两种定义方法。基于单轴拉伸剪滞理论,推导了双轴拉伸时的薄膜应力分布,依据断裂强度准则和能量准则,得到了单轴和双轴载荷下薄膜裂纹密度与应变的关系。并进行单轴拉伸实验与理论结果对比,发现相对于能量准则,断裂强度准则与实验吻合更好。利用驱动轴上开发力传感器实现力载荷测量,基于薄膜表面缺陷的数字图像相关方法实现应变测量,从而改进了专用于软基薄膜结构的原位双轴拉伸测试平台。依据薄膜裂纹形貌提出两种裂纹密度的测量方法,并编写程序实现高通量裂纹密度测量。设计了基于MATLAB的图形用户界面,将所有的数据处理程序整合为一个整体,实现了快速高效的数据处理过程。结合激光共聚焦显微镜观察裂纹形貌,进行了软基薄膜结构的双轴拉伸损伤实验,研究不同加载比对裂纹萌生和演化行为的影响。实验发现对于非等双轴加载,脆性薄膜的裂纹萌生由第一主应力决定,裂纹方向总是垂直于第一主应力方向,对于等双轴加载,其第一主应力可以是薄膜面内任意方向,则其裂纹的方向受缺陷调控,裂纹萌生方向为任意方向。此外发现裂纹密度与拉伸力成正比。研究预制裂纹和双轴加载比对薄膜新生裂纹的调制作用。提出了分析加载比和预制裂纹对新生裂纹角度影响的理论模型,预测了新生裂纹的角度。设计六臂预制裂纹试件,有限元模拟确定其均匀应变区。进行预制裂纹试件双轴加载实验,实验结果与理论吻合较好。同时发现了预制裂纹密度对裂纹形貌的影响,并解释了这一现象,但具体调制机理仍有待进一步研究。