宽弦空心风扇叶片具有增加喘振裕度、抗外物损伤、提高发动机推力、减少叶片数量、减轻发动机重量等显著的优点，已成为高推重比涡扇航空发动机的关键技术之一。论文在总结分析国内外宽弦空心风扇叶片的结构特点基础上，选择模拟空心风扇叶片的桁架式夹芯结构为研究对象，对桁架式夹芯结构单元件设计、加工成形以及疲劳失效问题展开研究。在桁架式夹芯结构单元件设计及成形方案研究中，论文设计了两种桁架式夹芯结构单元件结构，并对单元件超塑成形/扩散连接工艺参数及具体的加工工艺方案进行了研究。论文通过TC4扩散连接接头的疲劳试验，得到了扩散连接接头的疲劳寿命曲线，利用自制的电位测量仪器测量获得了扩散焊接头在疲劳试验过程焊缝区域电位的变化，并给出了基于电位法的TC4扩散焊接头疲劳损伤变量。在此基础上，结合损伤力学理论，建立了扩散连接接头疲劳损伤演化方程。论文借助扫描电镜（SEM）对扩散连接接头的疲劳断口进行了微观形貌分析。论文还对单波形桁架式夹芯结构单元件进行了疲劳试验，得到了单元件的疲劳寿命曲线，并基于单元件疲劳过程中应变幅的变化，建立了不同载荷下TC4桁架式夹芯结构单元件的疲劳损伤演化方程。论文对单波形桁架式夹芯结构单元件的疲劳断口宏观形貌及断口特征进行了分析，发现单元件的疲劳源位于桁架式夹芯结构封闭段内部夹角处，而断口形貌呈脆性断裂特征。