● 摘要
本文以某跨声速增压风洞为研究对象，在ANSYS软件中建立整体结构的有限元模型，在总体应力分析的基础上，运用子模型技术对疲劳危险部位进行细节应力分析。根据损伤力学理论建立风洞承压壳体材料的损伤演化模型，对损伤演化方程中的材质参数进行参数识别，采用裂纹萌生寿命闭合解法和数值解法计算该部位的疲劳寿命。
第一章绪论结合疲劳问题的研究和风洞结构设计介绍了论文研究的背景与意义，在论文研究方法里着重分析了基于损伤力学的疲劳分析方法，为后文的建模和分析计算奠定了基础。
第二章简要说明了风洞结构的分类以及总体设计方案，介绍了某型增压风洞的整体结构型式、风洞的支座分布及约束形式、4种工况的载荷条件。随后对整体结构合理简化，进行了分段建模。使用ANSYS软件分析得到了风洞在各载荷工况下的应力分布，确定了结构的危险部位。
第三章首先根据热力学原理，引入了损伤度、损伤驱动力以及损伤力学等效应力和损伤力学等效应变的概念，得到用等效应力和等效应变表达的损伤力学模型，建立了危险部位疲劳寿命分析的损伤力学解法和相应参数识别的方法。随后基于Chaboche疲劳模型，分析了其模型在单轴情况和多轴情况的疲劳寿命分析方法，对其损伤演化方程进行了改进，使得材质参数的获取更为简便。根据改进的损伤演化方程，还提出了各个参数识别的方法。
最后一章运用子模型技术对危险点进行应力细节分析，并将最大工作状态对应的载荷作为洞体结构疲劳载荷谱的最大载荷，非工作状态对应的载荷作为洞体结构疲劳载荷的最小载荷，得到危险部位的疲劳载荷谱，进一步根据前述有限元模型计算出局部危险部位的疲劳应力谱。通过风洞材料的疲劳试验数据分别进行了两种损伤力学模型材质参数的识别。最终运用损伤力学闭合解法给出危险部位疲劳寿命，并编写APDL语言结合损伤力学数值解法计算危险部位的疲劳寿命，对最后的计算结果进行了分析和讨论。