水切割机在流体射出喷嘴的过程中，除了压缩性起作用外，液体与喷嘴壁之间及液体内部之间的摩擦也在起作用。考虑到摩擦的存在，射流横断面的流速大小就不一样，从喷嘴内壁到射流中心，射流速度由零逐渐增大，在轴心处达到最大值。不计摩擦和液体收缩的损失，液体无摩擦的理想流速计算材料破坏过程的一个重要因素。流体渗入微小裂缝、细小通道和微小孔隙及其他缺陷处，降低了材料的强度，有效地参与了材料的失效过程。同时，液体穿透进入微观裂缝，在材料内部造成了瞬时的强大压力，其结果在拉应力作用下，使微粒从大块材料上破裂出来。可以认为，所有固体材料都是由不同程度的微观裂缝开始破坏的。这些裂缝对材料的强度和失效的特性有明显的影响。在射流打击应力作用下，特别是当作用应力超过材料的强度时，材料内部以及延伸到表面的裂缝数量均有所增加。裂缝的生成与扩展，最终导致了材料的失效。

    从上述分析可以看出，射流打击力是使材料破坏的首要因素，而材料的力学性能（抗拉、抗压强度等）和结构特性（微观裂缝、孔隙率等）以及液体对材料的渗透性等是影响材料失效快慢的重要因素。

    现有射流理论均是在试验的基础上得出的，并都是以许多假设为前提的。由于试验条件和方法、考虑问题的着重点及对试验结果的分析认识等方面的差异，得出了各种不同的结论。这些结论虽都不很全面准确，但都各有特色。大致了解一下这些理论的思路及分析方法，对加深理解射流作用下的材料失效过程与机理很有益处。

    射流理论研究主要包括两方面内容：首先是分析射流打击材料表面上的作用力的情况，主要是打击力及其引起的应力分布；其次是分析材料在这些力的作用下的失效。

    最初的理论研究是将射流近似看作“弹性固体锤”。Daniel、Rowlands及Singh和Hartman等通过试验均发现并分析了射流打击在材料上产生的应力波继而分析了材料在这些应力波作用下的破坏而Farmer和Attewell则在粒子穿透低密度靶件材料的实验基础上，再考虑到射流连续作用时反射造成的影响，得出了下列射流切割深度理

    这一理论公式对射流结构及材料特性对切割的影响考虑的很不够，因而结论也是很粗浅的。

    Powell和Simpson在考虑了射流动力学结构的基础上，分析得出了射流作用到材料表面上的打击压力分布公式。同时，他们还考虑了材料上不规则定向分布初始微观裂缝缺陷对材料强度的影响，但认为其对应力分布并无影响。在此基础上，经过理论推算，他们认为只有当射流压力超过20倍的材料抗拉强度时，材料才会失效。同时，他们推算出了切割深度与射流压力的关系曲线，其中射流压力以材料抗拉强度的倍数表示。

    当然，也有人提出，水切割机材料的强度还应包括抗压强度的因素，但总的来说都是认为材料的力学性能是材料可切割性能的判据。