钛铝合金混合叠合层结构在热力耦合场作用下疲劳裂纹扩展的理论及实验研究

本课题对航空器上使用的钛铝混合叠合层板结构的疲劳裂纹扩展问题进行了研究。通过有限元方法来模拟控制钛铝混合叠合层板结构的疲劳裂纹扩展性能的基本参数，并通过疲劳裂纹瞬时扩展速率（da/dS）来推导疲劳裂纹在一个载荷周期中的扩展总量（da/dN）的表达式。由此获得预报钛铝混合叠合层板结构的疲劳裂纹扩展性能的基本方程，优化其控制参数以获得最佳的结构性能，并通过实验来检验。此研究方法可大量的减少研究一种新型的由不同材料组成的混合叠合层结构的疲劳裂纹扩展特性的费用和时间，提高对混合叠合层结构的疲劳裂纹扩展机理的理解，并可将材料的物理特性，材料的瞬时应力应变状态用于建立预报疲劳裂纹的扩展速率的模型中。此研究方法对研究由不同高强合金组成的混合叠合层板结构具有普遍的应用意义，可用来研究由不同高强合金组成的混合叠合层板结构在航空载荷谱下及交变温度场作用下疲劳裂纹扩展性能。