随着航空航天产业的迅速发展，对飞行器重量、性能、能源消耗等要求不断提高，对材料也提出了更严格的要求。为了降低重量、提高性能，发展高强度轻质合金是最有效的方法之一。铝锂合金密度低、强度高、弹性模量高，损伤容限性能好，非常适用于作为飞行器结构材料。“小裂纹效应”广泛存在于各种型号的铝合金材料中，如果采用常规的长裂纹扩展规律进行铝锂合金的疲劳寿命预测，容易得到偏于危险的结果。因此研究铝锂合金的小裂纹扩展行为和寿命预测方法将会有非常重要的意义。　　本文研究铝锂合金的小裂纹扩展行为，研究内容包括以下三部分：　　（1）小裂纹试验。通过标准的小裂纹试验研究铝锂合金的小裂纹效应及扩展规律。本文小裂纹试验中采用的是单边缺口（SENT）试样，可以模拟飞行器结构中广泛存在的紧固孔、螺栓孔等周围的应力分布形式，同时该试样还可以获得由材料缺陷处自然萌生的表面裂纹和角裂纹。采用标准的复型法来监测小裂纹的长度，该方法广泛应用于小裂纹试验中。这种方法操作简单，只需经过简单的培训即可掌握。另外，复型法能够检测到的裂纹尺寸非常小，可以小至几个微米，复型膜上还能清楚地观测到一条甚至多条裂纹的起裂位置。但是复型法需要花费大量的时间和精力，单次复型合格率很低，可能需要多次复型操作才能复印出比较满意的表面形貌。小裂纹试验结果表明，本文中的铝锂合金在负应力比下存在“小裂纹效应”。　　（2）理论分析。金属材质的结构件中存在着一些杂质、缺陷、孔洞和比较脆弱的晶粒，这些地方就是小裂纹易于产生的位置。小裂纹扩展速率较普通的长裂纹高，主要原因包括裂纹闭合现象、微观结构特征和裂纹尖端塑性等。目前，长裂纹的扩展分析主要采用基于应力强度因子变程的断裂纹力学分析方法，如果能够进一步修正应力强度因子将该方法延伸到小裂纹阶段将会非常有吸引力。Newman和Wu等学者经过多年的研究表明，在长裂纹的分析方法中引入裂纹闭合效应的影响则可以用于小裂纹阶段的扩展分析。采用这种方法可以进行基于小裂纹理论的全寿命预测过程，本文采用Newman-Wu方法基于小裂纹理论预测铝锂合金试样的全寿命，预测结果与试验结果吻合较好，表明预测方法适用于本文中的铝锂合金。　　（3）孔挤压数值分析。孔挤压工艺被广泛用于提高带孔元件的疲劳寿命，因此本文研究了孔挤压对铝锂合金的强化作用。孔挤压强化工艺是指用具有一定过盈量的挤压棒连续、均匀地挤压孔内壁，使孔的周围产生一个弹塑性变形层，即残余压应力层。孔挤压模拟过程涉及到材料非线性及几何非线性，同时还需要进行接触分析，计算过程收敛困难，耗时长，需要比较多的计算资源。本文采用ABAQUS有限元分析软件模拟了孔挤压的完整过程，包括开缝衬套挤压和铰削过程。预测结果与试验结果吻合较好，说明该方法适用于孔挤压过程的分析。同时，进行了挤压量和铰削量的参数化分析过程，得到了挤压量和铰削量对残余应力场的影响规律。