在设备的生产及加工建造过程中，会让材料之中混有杂质，甚至会产生裂纹，从而使材料有缺陷。通过各种各样疲劳载荷的作用，这些缺陷会令材料很容易产生裂纹。不仅如此，如果不加以处理，这些疲劳裂纹在结构之中也会破坏材料的连续性。长时间的存在，将会有应力场存在裂纹的首段，从而导致裂纹发生扩展。如果不进行有效的修补，长期以往裂纹长度将会从初始尺寸开始扩展，当到临界尺寸之后，设备的材料将最终无法承受从而发生断裂。在过去的一个多世纪之中，大多研究静强度理论的学者认为材料就是完整连续而无缺陷的。材料的力学指标，将会用材料的塑性，强度和冲击韧性来表示，并以此来进行零件构件的设计。但是，通过对历史上众多因工程结构意外失效而产生的事故进行分析，仍然可以看出静强度的设计有许多的不足之处。很多情况是令人意想不到的，比如说，在低于许用应力的情况下，一些构件仍然会突然的断裂。在二战期间，美国为满足前线需求而建造大量货船和油轮，大约有5000艘，而这其中因为船体结构上的裂纹扩展而断成两截的就有16艘。除此以外，这些船之中有三分之一在使用的三年内发生了事故:结构中有1450块焊接钢板产生了裂纹。到了1948年，有200多艘船已经报废。在对这些报废和断裂的船舶进行强度分析的时候，研究人员发现，材料的屈服应力要远大于结构被破坏时的应力。1954年，英国的双喷气发动机客机，在位于印度上空的热带风暴之中发生事故坠毁，不久之后，又有两架飞机在罗马坠毁。调查人员将飞机的残骸进行收集并进行了分析研究。结果表明，坠毁的原因是窗口的小裂纹在增加仓的不断受力情况下发生扩展，从而引发了爆炸坠毁。无独有偶，几乎在同一时期，美国军方在进行“北极星”导弹发射试验时也产生了一起较为严重的事故。在试验进行不久，导弹便在空中解体爆炸，后来发现是固体燃料发动机壳爆炸事故,其制造时的材料屈服应力为1372MN/m2。同时对各种传统材料性能进行了检测，都满足要求。1969年时，美国的F-111A飞机在进行投弹拉升实验时因左翼脱落导致飞机撞地坠毁。同样，机翼在被破坏时载荷低于设计的极限，而且当时飞机的飞行状况良好，各项飞行数据显示正常。经过故障分析之后，发现是飞机在锻造时的热处理不当，在机翼的枢轴中心上产生了椭圆形的裂纹，而在飞机飞行的过程中受到载荷的作用，最终致使裂纹不断扩展，造成了低应力下的断裂。在航空及船舶运营史上经常会有因为细小的裂纹而酿成重大事故的例子，即使到了当代，仍然会出现这样的情况。2010年，新加坡的一家航空公司在对空客A-380客机进行发动机的检修时发现，意外发现机翼的翼肋和机翼蒙皮在接触元件处产生了细小的裂纹。经过更加深入的检查，发现许多飞机存在类似的情况，约1000多个零件有裂纹，最终规定，这样的零件，在飞机1800个飞行起落之后就要进行更换。

飞机因疲劳裂纹导致的机翼损伤

Fig。1-1Fatiguecrackscausedbywingdamage

通过分析上面发生的各种事故,可以看出在低于许用应力的条件下，材料也是会断裂的。之所以会发生这样的情况，是因为用传统的静强度设计，无法周全的考虑这些情形。通过对其他大量的事故进行实验分析之后,科学家们发现当材料在低应力的情况，将很有可能被破坏并存在有大量的裂纹，加上疲劳载荷的作用,这将会大大增加结构裂纹扩展到临界的尺寸而发生断裂的可能性，这对工程用材料来说是不允许出现的。在对材料进行完整性的评估时，材料结构的疲劳裂纹扩展速率是很有代表性的评价因素。但是,当材料或者构件中的裂纹扩展与材料、力学、机械设计以及加工工艺有关的时候，影响材料裂纹扩展速率的因素将会增加。这些影响因素有初始裂纹的尺寸、初始裂纹的几何形状、裂纹的扩展速率规律以及材料本身固有特性，同时裂纹扩展的方向和构件的尺寸也会对其产生影响。本文针对Ti-6Al-4V钛合金开展不同保载时间下的裂纹扩展速率研究具有非常重要的工程意义，为Ti-6Al-4V钛合金额广泛应用提供研究基础。 Ti64钛合金裂纹扩展速率试验研究保载-疲劳预报模型(3):http://www.youerw.com/cailiao/lunwen_203440.html