杨露露，陈 浩，杨亚莉

（上海工程技术大学机械与汽车工程学院，上海 201600）

0 引言

科技的发展驱动材料轻量化。铝合金由于低密度、高强度、低成本的优秀性能，广泛应用于汽车、航天等机械制造行业中。铸造铝合金由于其良好的性能，通常应用于发动机、车架等高强度受力部位，而材料的内部裂纹和孔洞缺陷往往会对铝合金强度造成较大影响［1-2］，因此对铝合金的力学强度研究十分重要，ABAQUS 等仿真分析软件为研究提供了平台支撑。

许多学者对孔洞和裂纹缺陷进行了研究。姜文等［3］、曾祥太［4］从孔洞缺陷的特征出发，展示了孔洞缺陷的特征参数对裂纹的产生和扩展作用，提出了孔洞疲劳寿命的定量预测模型；莫得锋等［5］研究了寿命模型与线弹性断裂模型之间的内在联系，指出在材料缺陷中孔洞的分布往往呈现无规律状态；马迎松［6］研究了随机分布的孔洞对材料的破坏规律。在材料破坏过程中，会经历孔洞成型、裂纹成型到裂纹扩展几个阶段，裂纹和孔洞往往与材料的失效断裂阶段同时存在。在裂纹扩展阶段，孔洞同样会对裂纹扩展产生影响。一些学者研究了残余应力对孔洞裂纹的扩展影响，引入了塑性变形参数，提出疲劳裂纹萌生寿命预测曲线［7-8］。孔洞会改变裂纹尖端的应力分布，从而改变裂纹扩展速率和扩展角度。吕斐等［9］、石路杨等［10］引入应力影响系数来预测裂纹扩展路径的变化趋势；刘剑等［11］、涂文锋等［12］、寇佩佩［13］使用扩展有限元方法对含孔洞裂纹扩展进行分析，证明了扩展有限元的合理性和简洁性；……