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有机玻璃材料由于具有较好的强度和透光性而广泛应用于飞机座舱盖、风挡等结构中,其疲劳定寿工作是飞机结构疲劳定寿的重要内容之一。YB-MD-3是一种已在部分国产机型上批量使用的工程有机玻璃材料。为了安全和经济地使用YB-MD-3航空有机玻璃,有必要对此材料的疲劳特性进行系统的研究。为此,本文开展了YB-MD-3有机玻璃疲劳断裂特性的试验研究和分析,从而为评价有机玻璃的剩余寿命,确立座舱盖航空有机玻璃使用和维护准则提供基础。 本文进行了YB-MD-3有机玻璃等幅循环载荷下的疲劳裂纹扩展试验,分析了给定正、负载荷比下疲劳裂纹扩展的特点和规律,拟合出Walker方程参数;在前面工作的基础上又提出一种改进的Walker裂纹扩展公式,能够很好地拟合拉伸循环载荷下的裂纹扩展速率试验结果。 采用单边裂纹偏心拉伸试验件(ESE(T))进行了YB-MD-3有机玻璃疲劳裂纹扩展门槛值的试验研究。参考金属材料的试验标准,并结合有机玻璃材料的性质和疲劳加载特点设计了试验方案。通过对试验数据的分析处理得出不同载荷比下门槛值范围的疲劳裂纹扩展规律和门槛值; 开展了YB-MD-3有机玻璃材料的循环应力应变特性试验研究,测定了应变幅控制下的循环应力应变迟滞回线,发现了有机玻璃与金属材料明显不同的拉压循环特性,具有循环软化和循环稳定特性,但应变疲劳寿命很低。为建立符合实际的材料本构关系模型和疲劳裂纹闭合效应试验分析提供了参考依据: 论文采用ESE(T)试验件进行了YB-MD-3有机玻璃疲劳裂纹闭合效应的试验探索。记录了载荷循环下不同裂纹长度裂纹嘴张开位移—载荷曲线和给定测量部位的应变—载荷数据。结合材料的循环应力应变特性,对所得试验结果进行分析,探讨了存在疲劳裂纹闭合效应的可能性。