孔边裂纹是航空结构中常见的一类裂纹,也是影响飞机结构完整性的重要因素之一。在对含孔边裂纹结构进行断裂力学分析、疲劳裂纹扩展寿命预测和剩余强度分析时,应力强度因子是求解问题的关键,应力强度因子的求解也是奠定损伤容限设计分析的基础;在基于裂纹闭合理论的疲劳裂纹扩展寿命预测模型中,裂纹张开应力是最关键的参数,该参数可以以裂纹面张开位移为基础来获得。研究孔边裂纹的应力强度因子和裂纹面张开位移有多种方法,论文主要利用复变函数方法对含有对称/非对称的圆孔孔边裂纹、对称/非对称的非圆孔孔边裂纹、多个圆孔孔边裂纹的无限大平板的应力强度因子和裂纹面张开位移进行了理论分析计算。论文中将利用复变函数方法计算分析得到的结果与权函数法、有限元法(FRANC3D软件)等多种方法得到的结果比较,可以证明本文所给出的复变函数方法的正确性。本文的研究成果也进一步丰富了复变函数方法在求解孔边裂纹问题中的应用。本文主要研究内容及成果有:1.研究了无限大板内圆形孔边任意长度共线双裂纹受远场拉伸应力作用下的应力强度因子和裂纹面张开位移问题。首先,在圆孔边共线双裂纹对称情况下的应力强度因子计算结果与多位学者的计算值进行了对比验证;然后,计算了不同角度(远场拉伸应力与坐标轴x轴夹角θ)和不同裂纹长度条件下圆孔边裂纹复合型应力强度因子,分析了夹角和裂纹长度对应力强度因子的影响规律;最后,计算了圆孔边共线双裂纹任意长度(对称或不对称)情况下的裂纹面张开位移,分析了裂纹长度对裂纹面张开位移的影响规律。结果表明,本文方法可用于求解单圆孔边任意长度共线双裂纹受远场拉伸应力作用下的应力强度因子和裂纹面张开位移。2.针对无限大板内任意形状孔边裂纹受远场拉伸应力作用下的应力强度因子,提出了一种具有普适性的复变函数解法。以椭圆孔边裂纹为例,计算了椭圆孔边对称裂纹在椭圆短半轴取不同值时的应力强度因子,通过与其他学者的计算结果对比证明了本文方法的正确性,并分析了椭圆短半轴对应力强度因子的影响规律。最后,求解了不同的角度、椭圆半轴比和裂纹长度条件下的椭圆孔边裂纹复合型应力强度因子,分析了夹角、椭圆半轴比和裂纹长度对应力强度因子的影响规律。结果表明,本文方法可用于计算单椭圆孔边任意长度共线双裂纹受远场拉伸应力作用下的应力强度因子,并可推广至求解任意形状孔边裂纹在远场拉伸应力作用下的应力强度因子。3.针对多圆孔边裂纹受远场拉伸应力作用下的应力强度因子,提出了一种修正的近似迭加法,求解了双孔边和三孔边任意长度裂纹的应力强度因子,并与其他方法的计算值进行了对比,分析了应力强度因子随相邻孔间距和裂纹长度的变化规律。结果表明,本文方法可用于计算多圆孔边裂纹在远场拉伸应力作用下的应力强度因子,计算结果满足工程应用的需要。4.研究了无限大板内圆形孔边任意长度共线双裂纹在部分裂纹面受均布应力作用下的应力强度因子和裂纹面张开位移问题。首先,在圆孔边共线双裂纹对称情况下与权函数法的计算值进行了对比验证,证明了本文方法的正确性;然后,当圆孔边共线双裂纹不对称时,在左裂纹取固定值的情况下,求解了右裂纹的应力强度因子和裂纹面张开位移,分析了裂纹长度的影响规律。结果表明,本文方法可用于计算圆孔边任意长度共线双裂纹在部分裂纹面受均布应力作用下的应力强度因子和裂纹面张开位移。