1．目的及意义

1.1研究背景

钛合金具有强度高，密度小，机械性能好，抗腐蚀，耐高温等特性，其薄板结构常被用于航天，航空以及航海领域中，被称为“太空金属”或“海洋金属”[1][2][3][4]。时代在变迁，科技在发展，结构的轻量化在国防，民用工业上越来越重要，钛合金薄板作为一种高强度且质量轻的材料，它的应用以及发展也将越来越迅速，所以我们应该对其强度引起足够的重视。组成一个完整的结构，则需要进行焊接，从而能够使结构变得规整，简单，使结构质量变得更轻.钛合金薄板结构不同于厚板结构，在对结构进行焊接时，它的变形难与进行控制，因此目前钛合金薄板的焊接方法也非常少。目前常用的焊接方法是激光焊接，钨极氩弧焊，真空电子束焊等[5]。

众所周知，在高度应力集中并且强度较弱的地方，经常会产生裂纹。对于焊接结构，在其焊接接头地方存在着较大的应力集中，并且薄板焊接结构相对于厚板焊接结构有着更加明显的初始缺陷，如错位`,角位移和初始变形等等，显然薄板焊接接头是最容易产生裂纹，进而产生疲劳破坏的地方。

据统计，超过50%机械结构破坏属于疲劳破坏，而疲劳破坏中，有70%是由于焊接结构产生的疲劳裂纹导致的疲劳破坏

焊接结构的疲劳破坏引起的事故历史上也很多，例如：美国1975年一飞机DG-10左边引擎与机翼的螺栓疲劳破坏导致乘客无人生还，德国1998年一高速列车因一节车厢车轮疲劳破坏导致列车脱轨造成大量人员伤亡等等；1998年，日本一艘集装箱船-“FLARE”因船体中部出现裂纹导致整体断裂，造成21人死亡。焊接结构疲劳破坏对安全，经济都造成极大的损失。图1-4表示为一集装箱船的疲劳断裂事故。

目前，国内外对于钛合金方面的研究还停留在焊接方法，焊接的性能，常规力学性能研究，对于钛合金薄板焊接的疲劳强度和疲劳性能的研究较少，数据相当少，钛合金薄板结构作为近年来常用于交通的金属，研究其焊接接头处的应力场和疲劳强度，对其进行疲劳评估具有重要的现实意义。

然而由于钛合金薄板焊接结构相对于厚板焊接结构具有更加明显的初始缺陷，如错位，角位移，初始变形等等。在这些初始缺陷的作用下，结构的疲劳强度也会明显降低，而目前对于薄板焊接结构应力场和疲劳强度评估方法研究相对于厚板焊接结构的要少得多，且厚板焊接结构的疲劳研究方法并不能简单应用于薄板结构中。所以研究钛合金薄板结构的焊接疲劳具有挑战性。