本次硕士论文的工作包括两大部分:第一部分:飞机机身重量估算软件开发及其应用;第二部分:表面疲劳裂纹扩展的三维断裂力学研究。　　 第一部分:飞机机身重量估算软件开发及其应用首先介绍了机身承力结构重量估算的弯曲梁理论;然后,基于弯曲梁理论,自行开发了适用于正常布局飞机机身重量估算的软件FEW(FuselageWeightEstimation);接着,利用FEW分别计算了B720、B727、B737-X、B747、DC8、MD11、MD83、L1101等8种飞机的机身承力结构的重量,并与其实际重量、PDCYL软件和AAA软件的计算结果进行了对比,以说明FEW软件的有效性;再接着,将FEW软件计算的各机身承力结构重量与实际的机身承力结构重量、机身总重量数据进行线性回归,得出它们之间的修正关系公式;最后,利用FEW和这些公式,估算了A320、B737-300、X型客机机身的重量结果,并与经验方法的估算结果进行了比较。本此工作对正常布局飞机初步设计时的机身结构重量估算具有重要的参考意义。　　 第二部分:表面疲劳裂纹扩展的三维断裂力学研究本文以工业领域普遍存在的表面疲劳裂纹破坏现象为例,对15MnVN钢板材进行了表面疲劳裂纹扩展试验;然后采用并发展了最新的三维断裂力学理论方法,提出了适用于三维疲劳裂纹的闭合模型,并以此对表面裂纹扩展的闭合效应进行了分析。最后,根据上述三维裂纹闭合模型,对表面疲劳裂纹的形状与裂纹扩展寿命进行了预测模拟。本文提出的三维断裂方法对预测机械结构的三维疲劳裂纹扩展具有实际意义。