● 摘要
高强度铝合金广泛应用航空航天领域，而中国在高强度的铝合金研制和加工技术方面一直受限一直大量靠进口得来，国家通过也快速的试制了同型的铝合金材料。随着中国大飞机和运输机的飞速发展，高强度铝合金作为飞机结构的重要材料,对其需求很大。由于飞机大型构件长期承受了各种复杂循环载荷，对其性能的要求也越加苛刻。铝合金板材喷丸成形技术，大弹丸喷丸完成飞机构件的成形，此时局部产生较大的塑性形变，影响飞机的疲劳寿命，小弹丸喷丸强化飞机铝合金构件消除喷丸成形带来的负面结果。为快速得到国产预制的铝合金的性能，通过疲劳试验研究其疲劳寿命是较为直接和快速的方法，而由波音公司提出的细节额定疲劳截止值法（DFR，Detail Fatigue Rating），能够基于铝合金板材疲劳寿命，快速和准确得到铝合金板材性能。
为此，通过对比研究国产试制的某铝合金板材和进口同型材料的相关性能参数，以掌握国产铝合金板材的性能，本文对某一批进口和两批国产试件的弹丸喷丸和原始光滑的带有预制裂纹口的试件在不同载荷下开展拉伸疲劳试验。利用细节额定疲劳损伤值（DFR值）法和统计学方法得到三批铝合金板材疲劳寿命和可以表征铝合金板材性能的DFR值，并分析两批国产试件的疲劳寿命Weibull分布和进行疲劳寿命分散性研究。最后，为更深入掌握该铝合金的疲劳寿命情况，利用有限元软件和疲劳理论对该预制裂纹缺口试件在不同载荷下的疲劳萌生寿命和裂纹扩展寿命，求得模拟的DFR值，与实际试验DFR值对比分析。
研究发现国产铝合金板材的抗疲劳特性比进口的有一定的差距，疲劳分散性较之也大。对比分析发现弹丸喷丸铝合金试件抗疲劳性能也比原始光滑试件性能好，分散性较小。基于模拟分析保守估计铝合金板材疲劳寿命和模拟DFR值，分析对比可以看出国产的试验件的疲劳寿命比模拟的小一些和对应求得的DFR模拟值比试验求得小一些。