水切割機(jī)不同性質(zhì)的材料受高壓射流作用的破壞過程及機(jī)理不盡相同。對柔性材料的破壞分析，以丙烯塑料為例，其破壞區(qū)為環(huán)狀裂縫，環(huán)狀內(nèi)部并未破壞，其外部表面被沿切線方向的短直裂縫所覆蓋。垂直于材料表面的裂紋出現(xiàn)在材料破壞表面的中心裂紋內(nèi)。當(dāng)射流速度超過6lOm/s時，這些裂縫才能形成。受射流作用的丙烯塑料，其內(nèi)部應(yīng)力分布是：圍繞射流打擊區(qū)存在較大的拉應(yīng)力，這些拉應(yīng)力為徑向作用且朝沖擊中心方向。它們產(chǎn)生大量的表面裂縫，并朝材料內(nèi)部擴(kuò)展。裂紋擴(kuò)展反映了材料內(nèi)表面缺陷的分布?？梢酝茰y·丙
烯塑料是根據(jù)打擊表面的壓力分布及與流體在表面上快速流動相關(guān)的變形而開始失效的。捌料失效最早發(fā)生在對應(yīng)最大拉應(yīng)力的區(qū)域。最大拉應(yīng)力出現(xiàn)在承受射流沖擊的表面周圍。隨著距沖擊中心距離的增夫，這一區(qū)域外的拉應(yīng)力逐漸減?。欢诖驌魠^(qū)內(nèi)拉應(yīng)力迅速減至零并成為壓應(yīng)力。這一應(yīng)力分布可解釋表面裂紋的構(gòu)成。液體射流壓力的增加，可加速材料的失效。另外，在射流反射發(fā)散過程中，材料表面上出現(xiàn)了較強(qiáng)的切應(yīng)力，使得流動方向上任何已有缺陷的材料被剝除。
硬金屬表面（不銹鋼）在受到速度為762m/s的射流沖擊破壞后的外形。由于沖擊，表面形成一圓形凹陷區(qū)，凹陷區(qū)呈淺碟形，中間有兩個較深的區(qū)域，而沿內(nèi)部邊緣有一極度破壞的環(huán)形區(qū)域。這些變形區(qū)的面積同承受擴(kuò)散射流作用的面積一致而遠(yuǎn)大于射流初始截面積。這就證明在射流中心存在最大壓力值，且在平行于表面流體流動的某一點(diǎn)逐步減至零。為鋁板表面被破壞后的外形，破壞區(qū)的面積同不銹鋼相同，而其深度卻大10倍。當(dāng)用甘油與水的混合劑加入液體中時，由于黏度增加，可觀察到材料表面凹陷區(qū)的外邊緣變形增加。
上述試驗結(jié)果可以說明，射流液滴對材料的沖擊作用及液滴打擊壓力作用是材料破壞的首要原因。而被加工材料表層的疲勞變形累積導(dǎo)致了微裂紋的擴(kuò)展。同時，由于流體的徑向流動，物體表面還將受到剪力破壞。
一些研究者對射流作用于巖石、陶瓷等脆性材料的研究揭示了這些材料的破壞形式是徑向裂紋、錐狀裂紋和橫向裂紋擴(kuò)展。巖石在射流的打擊作用下，在打擊區(qū)正下方某一深處將產(chǎn)生最大切應(yīng)力，打擊接觸區(qū)邊界周圍產(chǎn)生拉應(yīng)力。由于巖石抗拉強(qiáng)度比其抗壓強(qiáng)度小16～80倍，抗剪強(qiáng)度比抗壓強(qiáng)度小8 - 15倍，打擊產(chǎn)生的壓應(yīng)力雖然達(dá)不到巖石的抗壓強(qiáng)度，而拉應(yīng)力與切應(yīng)力卻分別超過了巖石的抗拉和抗剪的極限強(qiáng)度，在巖石中形成裂隙。裂隙形成和匯交后，水射流將進(jìn)入裂隙空間，在水楔作用下，裂隙尖端產(chǎn)生拉應(yīng)力集中，使裂隙迅速發(fā)展和擴(kuò)大，致使巖石破碎。
在高壓射流破壞材料的過程中，流體對材料的穿透能力也是影響材料破壞過程的一個重要因素。流體滲入微小裂縫、細(xì)小通道和微小孔隙及其他缺陷處，降低了材料的強(qiáng)度，有效地參與了材料的失效過程。同時，液體穿透進(jìn)入微觀裂縫，在材料內(nèi)部造成了瞬時的強(qiáng)大壓力，其結(jié)果在拉應(yīng)力作用下，使微粒從大塊材料上破裂出來?？梢哉J(rèn)為，所有固體材料都是由不同程度的微觀裂縫開始破壞的。這些裂縫對材料的強(qiáng)度和失效的特性有明顯的影響。在射流打擊應(yīng)力作用下，特別是當(dāng)作用應(yīng)力超過材料的強(qiáng)度時，材料內(nèi)部以及延伸到表面的裂縫數(shù)量均有所增加。裂縫的生成與擴(kuò)展，最終導(dǎo)致了材料的失效。
水切割機(jī)射流打擊力是使材料破壞的首要因素，而材料的力學(xué)性能（抗拉、抗壓強(qiáng)度等）和結(jié)構(gòu)特性（微觀裂縫、孔隙率等）以及液體對材料的滲透性等是影響材料失效快慢的重要因素。
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