王胜霞，窦松柏

(中国直升机设计研究所，江西景德镇 333001)

0 引言

疲劳断裂是直升机关键动部件试验过程中断裂的主要破坏模式。据有关资料统计，由于结构部件失效导致的重大事故中，80% ～90%与疲劳断裂有关［1］，而动部件的疲劳寿命由裂纹萌生寿命和裂纹扩展寿命构成，由断裂力学的观点可知，金属结构件的疲劳破坏是由于主裂纹扩展到临界尺寸而造成的，而构件的寿命取决于结构设计薄弱且应力较大部位裂纹的萌生和扩展。对于服役机型，通过断口定量分析，可以反推出实际工作中的疲劳裂纹的扩展寿命，进而反推裂纹的萌生寿命;对于直升机研制过程中的疲劳试验，可以对断口上源区形成的先后顺序进行反推，为疲劳强度分析提供准确的依据。断口定量分析有利于正确分析事故的原因，解决工程试验中的实际问题。

1 断口定量反推的理论基础

疲劳断裂过程分为疲劳裂纹的萌生、扩展和失稳断裂三个阶段。由于国内目前尚未有数学物理模型对疲劳裂纹的萌生阶段进行反推，国内外的专家学者将扩展阶段的数学物理模型定量表征视为疲劳断裂研究的重点领域。短裂纹形成后的裂纹扩展是一个连续过程，与循环载荷有关，在载荷循环的过程中，裂纹扩展形成一条疲劳条带，即当疲劳裂纹长度为a时，一次疲劳载荷循环dN使疲劳裂纹扩展da的距离［2］。对于大多数结构材料，在裂纹的扩展阶段，通过扫描电镜、投射电镜可以看到清晰的疲劳条带，并且随着裂纹长度的增加，疲劳条带间距呈逐渐加宽的趋势［3］。……