论文摘要：钛合金层合板穿透裂纹扩展行为与规律研究

为了提高钛合金材料/结构的损伤容限特性，提出了一种新型的钛合金结构——钛合金扩散连接层合板。为了研究其裂纹扩展行为，本文选取3mm厚钛合金原材料板材、3mm厚2层板、3mm厚3层板，设计加工了中心穿透裂纹试件，进行了应力比R=0.1、R=0.5下穿透裂纹扩展试验，试验观察到裂纹扩展不对称现象，采用表面直读法得到左右裂尖的裂纹扩展(a,N)数据。

为了获得裂纹扩展速率公式，针对试验中出现的裂纹不对称扩展现象，建立了夹持边界条件下不对称裂纹应力强度因子求解的等效模型。采用权函数方法得到了纯弯载荷作用下的应力强度因子，由此建立了基于等效模型的夹持边界条件下不对称裂纹应力强度因子的近似解。并采用Abaqus软件进行了典型的不对称裂纹裂尖应力强度因子的数值求解。通过近似解和数值解的对比，验证了近似解的合理性。

随后采用Paris公式估计得到了原材料板和两种层合板的裂纹扩展速率参数，并进行了对比分析，研究了不同层数和不同应力比对于钛合金层合板裂纹扩展性能的而影响。发现与原材料板相比，钛合金层合板裂纹扩展性能有了一定程度的改善。

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