飞机结构疲劳与断裂分析发展综述
航空器材料的疲劳与断裂行为研究
航空器材料的疲劳与断裂行为研究在航空领域，航空器的安全运行至关重要。
而航空器材料的疲劳与断裂行为是影响其安全性和可靠性的关键因素之一。
为了确保乘客的生命安全以及航空器的正常运行，深入研究航空器材料的疲劳与断裂行为显得尤为重要。
航空器在飞行过程中会经历各种复杂的力学环境，如振动、冲击、高低温变化等。
这些因素会导致材料内部产生微小的损伤和缺陷，随着时间的推移，这些损伤逐渐累积，最终可能引发材料的疲劳失效和断裂。
航空器材料通常包括高强度铝合金、钛合金、复合材料等。
这些材料在具备高强度和轻质特性的同时，也具有各自独特的疲劳与断裂行为。
高强度铝合金是航空器制造中广泛使用的材料之一。
它具有良好的加工性能和较高的强度，但在长期的循环载荷作用下，容易出现疲劳裂纹的萌生和扩展。
铝合金的疲劳裂纹通常起始于材料表面的微观缺陷，如划痕、腐蚀坑等。
这些缺陷会导致局部应力集中，从而引发裂纹的产生。
随着裂纹的不断扩展，材料的承载能力逐渐下降，最终导致构件失效。
钛合金具有优异的耐腐蚀性和高温性能，在航空发动机等高温部件中得到了广泛应用。
然而，钛合金的疲劳性能相对较差，其疲劳裂纹扩展速率较快。
这主要是由于钛合金的微观组织和晶体结构对疲劳裂纹的扩展阻力较小。
此外，钛合金在高温环境下还容易发生蠕变和氧化，进一步降低了其疲劳寿命。
复合材料，如碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料，由于其高比强度和比刚度，在现代航空器中的应用越来越广泛。
复合材料的疲劳行为与传统金属材料有很大的不同。
其疲劳损伤主要表现为纤维与基体的界面脱粘、分层和纤维断裂等。
复合材料的疲劳寿命通常受到纤维取向、铺层方式和制造工艺等因素的影响。
影响航空器材料疲劳与断裂行为的因素众多。
首先是载荷特性，包括载荷的大小、频率、波形等。
高载荷和高频率的循环载荷会加速材料的疲劳损伤。
其次是环境因素，如湿度、温度、腐蚀介质等。
在潮湿和腐蚀环境中，材料的疲劳性能会显著下降。
此外，材料的微观组织和缺陷分布也对疲劳与断裂行为有着重要影响。
航空器材料疲劳与断裂分析研究
航空器材料疲劳与断裂分析研究在航空领域，航空器的安全运行是至关重要的。
而航空器材料的疲劳与断裂问题则是影响其安全性和可靠性的关键因素之一。
为了确保航空器在长期使用过程中的稳定性和安全性，对航空器材料疲劳与断裂的深入分析研究具有极其重要的意义。
航空器在飞行过程中，会承受各种各样的载荷，包括气动压力、振动、温度变化等。
这些载荷会导致航空器材料内部产生微小的损伤和缺陷，随着时间的推移，这些损伤逐渐累积，最终可能导致材料的疲劳失效和断裂。
因此，了解航空器材料疲劳与断裂的机理，对于预防事故的发生具有重要的指导作用。
航空器材料的疲劳现象是一个复杂的过程。
它通常始于材料表面或内部的微小缺陷，如划痕、夹杂物、气孔等。
在循环载荷的作用下，这些缺陷处会产生应力集中，从而引发局部的塑性变形。
随着循环次数的增加，塑性变形不断累积，形成微观裂纹。
微观裂纹会逐渐扩展，相互连接，最终形成宏观裂纹，导致材料的疲劳失效。
影响航空器材料疲劳性能的因素众多。
材料的化学成分、组织结构、加工工艺等都会对其疲劳性能产生影响。
例如，高强度钢通常具有较好的强度，但疲劳性能相对较差；而铝合金则具有较好的疲劳性能，但强度相对较低。
此外，表面处理工艺如喷丸、滚压等可以提高材料的表面硬度和残余压应力，从而显著提高材料的疲劳性能。
航空器材料的断裂行为可以分为脆性断裂和韧性断裂两种类型。
脆性断裂通常发生在材料的强度极限以下，断裂前几乎没有明显的塑性变形，断裂面较为平整。
而韧性断裂则发生在材料的屈服强度以上，断裂前会有明显的塑性变形，断裂面呈现出纤维状或韧窝状。
在实际应用中，为了评估航空器材料的疲劳与断裂性能，通常采用实验和理论分析相结合的方法。
实验方法包括疲劳试验、断裂韧性试验等。
疲劳试验可以获得材料在不同载荷条件下的疲劳寿命和疲劳强度等数据；断裂韧性试验则可以测定材料的断裂韧性指标，如KIC 等。
理论分析方法主要包括基于力学的分析方法和基于损伤力学的分析方法。
航空器材料的疲劳与断裂研究
航空器材料的疲劳与断裂研究在航空领域，航空器的安全运行至关重要。
而航空器材料的疲劳与断裂问题，是影响其安全性和可靠性的关键因素之一。
随着航空技术的不断发展，航空器的飞行速度、飞行高度和承载能力不断提高，对材料的性能要求也越来越苛刻。
因此，深入研究航空器材料的疲劳与断裂现象，对于提高航空器的安全性和可靠性具有重要意义。
一、航空器材料疲劳与断裂的基本概念疲劳是指材料在循环载荷作用下，经过一定次数的循环后，发生局部永久性损伤，并逐渐扩展，最终导致材料失效的现象。
断裂则是指材料在载荷作用下，发生裂纹萌生、扩展，直至完全断裂的过程。
在航空器中，由于飞行过程中的振动、冲击等因素，材料会承受反复的载荷作用，容易产生疲劳裂纹。
这些裂纹在一定条件下会逐渐扩展，最终可能导致结构的断裂，从而引发严重的安全事故。
二、航空器材料疲劳与断裂的影响因素1、材料特性材料的化学成分、组织结构、力学性能等都会对其疲劳和断裂性能产生影响。
例如，高强度材料通常具有较好的强度，但可能在疲劳性能方面表现不佳；而韧性较好的材料，在抵抗断裂方面可能具有优势。
2、载荷条件载荷的类型（拉伸、压缩、弯曲、扭转等）、大小、频率、加载顺序等都会影响材料的疲劳寿命和断裂行为。
高载荷、高频次的载荷作用更容易导致材料疲劳失效。
3、环境因素航空器在飞行过程中会面临各种恶劣的环境条件，如高温、低温、腐蚀介质等。
这些环境因素会加速材料的疲劳和断裂过程。
例如，高温会降低材料的强度和韧性，腐蚀介质会破坏材料的表面，从而降低其疲劳和断裂性能。
4、结构设计航空器的结构设计不合理，如存在应力集中、几何形状突变等问题，会导致局部应力过大，从而增加材料疲劳和断裂的风险。
三、航空器材料疲劳与断裂的研究方法1、实验研究通过对材料进行疲劳试验和断裂试验，可以直接获取材料的疲劳寿命、断裂韧性等性能参数。
常见的实验方法包括拉伸疲劳试验、弯曲疲劳试验、断裂韧性试验等。
2、理论分析利用力学、材料科学等理论知识，对材料的疲劳和断裂行为进行分析和预测。
航空器材料的疲劳与断裂分析
航空器材料的疲劳与断裂分析在现代航空领域，航空器的安全与可靠性是至关重要的。
而航空器材料的疲劳与断裂问题，一直是影响其性能和安全性的关键因素。
为了确保航空器在长时间的飞行和复杂的环境条件下能够稳定运行，对航空器材料的疲劳与断裂进行深入分析是必不可少的。
首先，我们来了解一下什么是材料的疲劳。
简单来说，疲劳是指材料在循环载荷作用下，经过一定次数的循环后，发生的局部永久性结构变化和裂纹萌生、扩展，最终导致材料失效的现象。
对于航空器而言，其在飞行过程中会不断经历各种形式的载荷变化，如起飞、降落、飞行中的气流颠簸等，这些都会导致材料产生疲劳。
航空器材料的疲劳现象具有一些显著的特点。
其一，疲劳失效往往发生在材料的应力集中部位，例如零件的尖角、孔洞、焊缝等。
这些部位由于几何形状的不连续性，会导致局部应力增大，从而加速疲劳裂纹的形成和扩展。
其二，疲劳破坏通常是在低于材料屈服强度的应力水平下发生的，这使得通过传统的强度设计方法难以准确预测疲劳失效。
其三，疲劳裂纹的萌生和扩展是一个渐进的过程，需要经过长时间的累积，这使得疲劳失效具有一定的隐蔽性，难以在早期被发现。
接下来，我们探讨一下航空器材料疲劳的影响因素。
载荷的特性是其中一个重要方面。
载荷的大小、频率、波形等都会对疲劳寿命产生影响。
较大的载荷、较高的频率以及复杂的波形通常会加速材料的疲劳损伤。
材料的性质也是关键因素之一。
材料的强度、韧性、硬度、组织结构等都会影响其疲劳性能。
一般来说，高强度材料具有较好的抗疲劳性能，但同时也可能存在韧性不足的问题，导致在疲劳过程中容易发生脆性断裂。
环境条件同样不容忽视。
高温、低温、腐蚀介质等环境因素会加速材料的疲劳损伤，降低其疲劳寿命。
而断裂则是材料在受到外力作用时，发生的突然性破坏。
航空器材料的断裂通常分为脆性断裂和韧性断裂两种类型。
脆性断裂是在没有明显塑性变形的情况下发生的，断裂面通常比较平整，呈现出结晶状的特征。
这种断裂往往具有突然性和灾难性，会对航空器的安全造成极大威胁。
航空材料的疲劳与断裂行为分析
航空材料的疲劳与断裂行为分析航空工业作为现代工业的重要组成部分，对材料的要求非常严格。
在航空器的设计与制造过程中，材料的疲劳与断裂行为是一个十分重要的研究课题。
本文将从航空材料疲劳与断裂的背景、研究内容、分析方法以及应用前景等方面进行综述。
一、背景航空材料的疲劳与断裂行为是指材料在外力作用下，经过一段时间的应力循环加载，产生一系列的裂纹、晶界位错以及内部应力的持续发展，导致材料最终失效的过程。
航空材料在复杂的工况下，长期暴露在不同温度、湿度和压力等环境中，容易受到疲劳与断裂的影响。
因此，了解航空材料的疲劳与断裂行为对于提高航空器的安全性和可靠性具有重要意义。
二、研究内容航空材料的疲劳与断裂行为分析主要包括以下几个方面的内容：1.材料疲劳性能的测试与评估：通过建立材料的疲劳试验模型，对不同应力水平下的疲劳寿命进行测试与评估，为航空器设计提供参考依据。
2.材料断裂韧性的研究：韧性是材料抵抗断裂的能力，对于航空材料而言尤为重要。
通过断裂韧性的测试与分析，可以评估材料的断裂行为，并优化航空器的结构设计。
3.裂纹扩展行为的分析：在材料疲劳与断裂过程中，裂纹的持续扩展是导致失效的主要原因之一。
通过对裂纹扩展行为的分析，可以预测材料的寿命，并采取相应的措施延缓裂纹的扩展。
4.疲劳损伤机理的研究：疲劳过程中，材料内部会产生一系列的微观损伤，对材料的性能产生重要影响。
深入研究疲劳损伤的机理，有助于提高材料的抗疲劳性能。
三、分析方法在航空材料疲劳与断裂行为分析中，常用的方法有：1.材料的疲劳试验：通过设计合理的实验方案，对不同条件下材料的疲劳寿命进行测试，并记录相应的试验数据。
2.断裂韧性试验：采用标准化的试验方法，测量材料的断裂韧性指标，如K值和J值等，以评估材料的抗断裂能力。
3.断口形貌分析：通过扫描电镜等表征手段，对疲劳与断裂失效样品的断口形貌进行观察与分析，揭示材料失效的机制。
4.数值模拟与分析：运用有限元分析等数值方法，模拟材料在复杂工况下的应力应变分布和裂纹扩展过程，定量评估材料的疲劳性能。
飞机机身结构的疲劳寿命分析
飞机机身结构的疲劳寿命分析飞机作为一种高科技产品，其机身结构承载着巨大的压力和冲击力。
为确保安全飞行，飞机机身的疲劳寿命分析变得至关重要。
本文将以飞机机身结构的疲劳寿命分析为主题，从材料特性、加载条件、结构裂纹等方面展开探讨。
一、材料特性飞机机身的材料特性对疲劳寿命有直接影响。
一般来说，飞机机身采用高强度、轻重量的复合材料，如碳纤维增强复合材料。
这种材料具有优异的机械性能和疲劳寿命，但也存在一些问题，如湿热环境下易吸潮、耐久性差等。
因此，在疲劳寿命分析中需要综合考虑材料的性能与特性，制定相应的测试与修复方案。
二、加载条件载荷是导致飞机机身疲劳破坏的主要原因之一。
加载条件包括静载荷和动载荷。
静载荷一般指地面操作、货物负载等产生的恒定载荷，而动载荷则涉及飞行中所承受的压力、振动、温度、湿度等变化。
为了保证飞机机身的安全性，必须通过精确的测量数据对加载条件进行评估，并基于此制定相应的疲劳分析模型和验证方法。
三、结构裂纹飞机机身中出现的结构裂纹是造成疲劳破坏的主要因素之一。
结构裂纹可分为微小裂纹和明显裂纹两种。
微小裂纹主要发生在材料的晶界和颗粒界面处，是由于外界环境加载和材料内部应力引起的。
明显裂纹的形成通常是由于长期疲劳加载或外界撞击导致的。
对于裂纹的检测、预测和修复至关重要，可以利用超声波、X射线和磁粒子检测等技术手段进行定期监测，以确保飞机机身的安全运行。
四、疲劳寿命分析方法在疲劳寿命分析中，采用合理的分析方法是非常重要的。
常见的疲劳分析方法包括试验分析法、有限元分析法和多尺度模型法等。
试验分析法是通过在实际工况下进行试验并对试验数据进行分析，提取疲劳裂纹扩展参数，从而确定机身结构的疲劳寿命。
有限元分析法则借助计算机模拟，通过建立合适的有限元模型，分析结构的应力分布和裂纹扩展规律。
多尺度模型法结合了试验数据和有限元分析结果，以获得更加准确的疲劳寿命。
总结飞机机身结构的疲劳寿命是保障航空安全的一项重要工作。
飞行器的结构疲劳分析与优化
飞行器的结构疲劳分析与优化在现代航空航天领域，飞行器的安全性和可靠性是至关重要的。
而飞行器在长期的使用过程中，由于受到各种复杂的载荷作用，其结构容易出现疲劳损伤，从而影响飞行器的性能和安全。
因此，对飞行器的结构进行疲劳分析与优化是保障飞行器安全运行的关键环节。
飞行器的结构疲劳问题是一个复杂而又具有挑战性的课题。
疲劳是指材料或结构在反复加载和卸载的作用下，逐渐产生微小裂纹，并随着时间的推移，这些裂纹不断扩展，最终导致结构的破坏。
对于飞行器来说，其在飞行过程中会经历各种不同的载荷情况，如气动载荷、发动机振动载荷、起落架冲击载荷等。
这些载荷的交替作用会使飞行器的结构产生疲劳损伤。
在进行飞行器结构疲劳分析时，首先需要对飞行器所承受的载荷进行准确的测量和分析。
这包括对飞行过程中的气动力、发动机振动、起落架冲击等载荷进行监测和模拟。
通过先进的测量技术和数值模拟方法，可以获取飞行器在不同飞行状态下的载荷数据，并将其转化为结构分析所需要的输入条件。
同时，还需要对飞行器的结构材料进行深入的研究。
不同的材料具有不同的疲劳性能，因此选择合适的材料对于提高飞行器的结构疲劳寿命至关重要。
此外，材料的加工工艺和热处理方式也会对其疲劳性能产生影响，在设计过程中需要充分考虑这些因素。
在分析方法方面，有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是目前广泛应用的一种手段。
通过将飞行器的结构离散为有限个单元，并建立相应的数学模型，可以计算出结构在各种载荷作用下的应力、应变分布情况。
基于这些结果，可以进一步评估结构的疲劳寿命。
除了有限元分析，实验研究也是飞行器结构疲劳分析的重要手段。
通过对实际结构进行疲劳试验，可以获取更加真实可靠的疲劳数据。
然而，实验研究往往成本较高，且受到试验条件的限制，因此通常与有限元分析相结合，相互验证和补充。
在了解了飞行器结构的疲劳特性之后，就需要采取相应的优化措施来提高其疲劳寿命。
优化的方向主要包括结构形状优化、材料选择优化和制造工艺优化等。
飞机机翼结构疲劳分析与改进
飞机机翼结构疲劳分析与改进一、引言随着飞机设计的不断发展，飞行安全一直是人们关注的话题。
而飞机机翼作为飞机内部重要组成部分之一，在飞行中所承受着的各种载荷和环境条件，也使得其成为了设计中需要重点关注的部分之一。
本文针对机翼疲劳问题开展探究与改进。
二、机翼疲劳问题分析在飞机飞行过程中，机翼所承受的各种载荷和环境条件，都会导致其产生疲劳问题。
机翼疲劳问题如果不得到及时发现和解决，会对飞行安全产生严重危害。
下面我们从材料、载荷等方面分析机翼疲劳问题：1. 材料的影响机翼疲劳问题与机翼材料有着密不可分的关系。
材料应力、应变、弹性模量、屈服强度等因素都与机翼的疲劳问题有关。
如果所选材料性能不合适，就会直接影响机翼的寿命。
2. 载荷的影响机翼肩负着整个飞机的重量，同时在飞行过程中还会受到各种不同的载荷作用。
比如飞机转弯、升降等动作所产生的载荷，都会对机翼的疲劳问题产生影响。
当载荷强度过大或者载荷类型变化过于频繁时，都会加剧机翼的疲劳问题。
三、机翼疲劳问题的检测方法为了及时发现机翼疲劳问题，需采取有效的检测方法。
目前，机翼疲劳问题的检测方法主要包括有损检测法、无损检测法、材料力学试验法等。
1. 有损检测法有损检测法是指对机翼进行部分拆卸，然后进行切割检测。
这种方法可以直接发现机翼内部的裂纹等疲劳问题。
但是，有损检测法的缺点在于检测过程中会破坏机翼表面，修复难度较大。
2. 无损检测法无损检测法是指利用电磁波、声波、超声波、磁粉探伤等技术对机翼进行检测。
这种方法不会对机翼造成任何损伤，但是检测结果有时可能会因探测设备灵敏度不够等因素影响准确性。
3. 材料力学试验法材料力学试验法是对所用材料进行实验检测。
这种方法可以验证所用材料的强度、疲劳寿命等参数是否符合要求。
但是，需要进行多次试验才能得到准确的数据。
四、机翼疲劳问题的解决方法针对机翼疲劳问题，需要采取有效的解决方法，以保证飞行安全。
1. 采用合适的材料机翼疲劳问题与所选材料有密切关系，选用高强度、低腐蚀性、疲劳寿命长的材料，可以有效减缓机翼的疲劳程度。
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飞机结构疲劳与断裂分析发展综述
领空权对于任何一个国家都是非常重要的,飞机的先进,是领空权的保证.飞机更是国家的国防的重要力量,提高飞机的性能更是每个军事大国追求的目标.飞机的结构抗疲劳强度与断裂强度是飞机性能的重要体现.通过这学期的学习,和老师耐心的讲解,我对我国飞机结构疲劳强度与断裂发展现状与发展趋势有了更进一步的了解.
疲劳强度是指飞机结果在无限多次交变载荷作用下而不破坏的最大应力称为疲劳强度或疲劳极限。
实际上，飞机结构并不可能作无限多次交变载荷试验。
断裂是指飞机结构被断错或发生裂开.讨论的主要是脆性断裂情况，其断裂面是看得见摸得着的。
还有两类断裂的断裂面则是看得见却不一定摸得着的。
飞机结构在实际使用中，要不断承受交变载荷的作用。
但是，早期设计给及只是从静强度上考虑，只要通过计算和试验证明飞机结构能够承受得住设计载荷（实际使用中所出现的最大载荷乘以安全系数），就认为飞机结构具有足够的强度。
由于飞机结构承受交变载荷的作用，某些构建常常出现疲劳性能也较好。
因此，飞机结构的疲劳问题并不突出，疲劳强度问题没有引起足够的重视。
直到50年代前期，世界各国的飞机强度规范中对疲劳强度都还没有具体要求，不要求进行全尺寸结构疲劳试验。
但是，随着航空事业的不断发展，飞机
的性能不断提高，适用寿命延长，新结构、新材料不断出现，飞机结构在使用中疲劳破坏与安全可靠之间的矛盾逐渐显露出来了。
断裂是指飞机结构被断错或发生裂开.讨论的主要是脆性断裂情况，其断裂面是看得见摸得着的。
还有两类断裂的断裂面则是看得见却不一定摸得着的。
许多飞机结果，如轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等，在工作过
程中各点的应力随时间作周期性的变化，这种随时间作周期性变化的应力称为交变应力（也称循环应力）。
在交变应力的作用下，虽然零件所承受的应力低于材料的屈服点，但经过较长时间的工作后会产生裂纹或突然发生完全断裂。
疲劳破坏是机械零件失效的主要原因之一。
据统计，在飞机结构失效中大约有80%以上属于疲劳破坏，而且疲劳破坏前没有明显的变形，所以疲劳破坏经常造成重大事故，所以对于轴、齿轮、轴承、叶片、弹簧等承受交变载荷的零件要选择疲劳强度较好的材料来制造。
疲劳失效是金属材料常见的失效形式,特别是轴类,连杆,轴承类
等零件,长期在应力下工作的工件材料都要求较高的疲劳强度,这样
的可以提高零件的使用寿命。
疲劳强度同时还与硬度、强度、韧性有较大关系，所以他是金属材料的重要力学性能指标。
疲劳强度是材料能够承受无数次应力循环时的最大应力。
疲劳强度关系到零件的寿命以及零件工作时能够承受的最大应力，这对零件的安全设计有重大意义。
例如:在齿轮设计中，当接触疲劳强度不满足要求时，假定不再更换材料的前提下，可以用如下方法进行弥补：
1、增加齿轮的齿宽（增加轮齿的接触面积）
2、轮齿进行高频淬火（或中频淬火）、渗碳、渗氮（提高轮齿的表面硬度）
3、磨齿（降低齿轮运行中因为接触强度不足而致使齿面发生胶合、斑蚀的危险性能）
50年代以前，在飞机结构疲劳寿命问题没有引起足够的重视。
那事，飞机机构是单纯采用静强度设计准则与刚度设计准则进行设计的。
从50年代开始，基于以往的经验教训个科学技术的进步，以及给及使用要求的不断提高，在飞机安全和寿命的设计思想上发生了
很大的变化。
50年代中期，逐渐发展起以安全寿命为设计准则的设
计和评估思想。
这是给及结构设计思想上的一次重大变革。
但是，安全寿命设计思想是以结构件无初始损伤的假设为基础的。
显然，这是理想化的情况。
事实上，结构件可能存在这样或那样出事缺陷。
因此，安全寿命设计思想并不能保证飞机安全可靠。
于是，在1960年提出了破损安全设计概念。
从60年代初期到70年代初期，飞机结构设计采用破损安全与安全寿命相结合的设计思想，这种设计思想可以在这个时期的国外民用机设计规范中看到。
这种破损安全与安全寿命相结合的设计思想，这带有一定的局限性，远不足以解决安全和寿命问题。
随着断裂力学和其他科学的发展，出现了损伤容限和耐久性设计。
1969年美国空军开始规定催飞机结构采用损伤容限和耐久性设计。
1978年美国联邦航空局（FAA）规定在民用机上采用损伤容限和耐
久性设计来代替原来的破损安全与安全寿命设计。
损伤容限和耐久性设计思想的核心是：承认结构件中存在初始缺陷的可能性，控制损伤的扩展。
从而，使飞机结构在规定期内具有规范要求的抗破坏能力和经济耐用的品质。
损伤容限设计和耐久性设计更是一次变革性质的设计思想发展。
航空工业作为技术密集、知识密集的高技术产业，集材料、机械、发动机、空气动力、电子、超密集加工、特种工艺等各种前沿技术之大成。
目前，国际航空技术发达国家早已实施损伤容限耐久性规范，并成为国际适航性条例要求。
然而，在飞机结构的三维损伤容限耐久性预测设计方面，由于研究队伍严重萎缩，国际上的实质性进展非常缓慢，三维损伤容限耐久性技术的发展停滞不前。
与此同时，现代飞机大量使用三维整体结构，已有技术与需求的矛盾更加突出。
这一现状的存在，使得国内外的设计者们在已有技术基础上不得不依靠更加实际、但耗资巨大的全机试验和各级全尺寸部件试验来检验飞机结构的损伤容限和耐久性，虚拟试验的科学基础欠缺。
近年随着计算机容量逐渐满足三维断裂分析的需要，国际上三维试验和数值研究骤增，多尺度研究骤增，虚拟试验的概念形成并得以应用。
有影响和代表水平的工作主要出自美国NASA以Newman为主的研究组、英国Sheffield大学Code公司及其研究组、法国宇航院(ONERA)、瑞典
航空研究实验室(FOI，德文首字)研究组，荷兰国防动力研究实验室、澳大利亚国防科技组织(DSTO)等[5-8]。
但是其损伤容限耐久性技术依据的理论基础仍然是二维疲劳断裂理论，未取得本质上的突破，考虑三维约束的疲劳寿命分析模型也都是建立在大量经验参数基础上的。
近年，我国某飞机设计行业以及相关单位已成功实现全数字化设计、制造，一些重点型号工程在设计阶段就已全面实施损伤容限与耐久性规范，开展了大量全尺寸静力、疲劳/耐久性和损伤容限试验，建立起宝贵的经验和高素质的队伍以及组织管理体系。
然而，基于试验来保证性能的经验设计方法存在明显的局限：全尺寸试验之前主要是经验估计，如各种安全系数法，对经验积累依赖严重，不利创新发展；试验或一定要设法满足设计要求，否则发现问题后更改设计困难，代价很高；全尺寸试验只能检验最薄弱环节，不能真实考核整体结构的设计水平，尤其是优化程度；全机试验只能检验一种工况（如标准载荷谱、实验室环境和周期、抽取的单一的制造质量样本等，代价高昂但实际效果远不是人们认为的那么一锤定音式的决定一切。
因此，发展基于三维损伤容限与耐久性科学基础的预测设计技术已变得十
分必要和迫切。
破飞机结构三维损伤容限和耐久性核心技术可望取得的突
发展基于先进的三维疲劳断裂理论和自主知识产权的三维损伤容限
和耐久性关键技术，解决从材料性能到三维复杂结构性能的跨越。
飞机制造技术正沿着生产工艺依赖经验型向工艺模拟、仿真、实时监控、智能化制造方向发展；零件加工成形连接技术向增量成形、。