随机谱载荷中高载/小幅值载荷相互作用下铝合金裂纹扩展机理及裂纹扩展寿命模型研究

申请人在对两种铝合金六种随机谱下的裂纹扩展试验中发现，载荷谱中高载和小幅值载荷的相互作用在一定条件下会使裂纹产生偏折/分叉等现象，为了对这一现象的本质和扩展机理进行深入研究，特申请本项目支持。本项目将通过对试验数据的分析，研究裂纹扩展形态与载荷谱之间的必然联系，对断口进行扫描电镜观察，研究高载与小幅值载荷的交互作用对裂纹扩展机理的影响，通过有限元等力学分析手段，研究裂尖附近应力场及其特征参量的变化，建立这种载荷交互作用与裂纹复杂形态下的裂纹扩展分析模型，并开展进一步的试验，探寻载荷相互作用对裂纹扩展影响的本质，对影响裂纹形态、裂纹扩展、载荷谱三者关系的因素进行定量分析，给出计及这种载荷相互作用的随机谱载荷下的裂纹扩展寿命分析模型。本项目的成果将在机理上完善金属材料疲劳断裂理论，在方法上完善断裂力学对谱载荷下的裂纹扩展分析，在工程中为飞机结构的分析/试验载荷谱的制定和损伤容限设计提供依据。