疲勞與斷裂
在交變載荷的作用下,結構中裂紋的形成和擴展(穩定擴展和失穩擴展)過程。疲勞主要指裂紋形成的階段，斷裂主要指裂紋擴展的階段，但是在機理研究和工程分析中兩者是緊密聯繫的，不能截然分開，所以在飛行器結構設計中，疲勞與斷裂往往是結合在一起研究的。
疲勞與斷裂研究是飛行器結構強度學科中較重要的一個方面。它研究在交變載荷作用下結構中裂紋形成、穩定擴展和失穩擴展的規律，研究帶裂紋結構的殘餘強度，估計結構壽命和研究延長壽命的方法。疲勞與斷裂研究包括分析和試驗兩個方面。
早期，飛行器結構的疲勞問題並不突出，20世紀30年代人們開始對疲勞設計提出一些簡單的要求，直到50年代英國「彗星」號噴氣旅客機發生重大的機毀人亡事故以後，疲勞與斷裂設計才受到人們重視。按傳統經驗形成和發展而來的各種設計原則，在應用上兼有並列、取代和補充的複雜關係。
安全壽命設計 這是50年代歐洲各國的飛機設計原則。設計準則是：
式中目標壽命指試驗壽命或計算壽命，分散係數考慮到疲勞壽命的分散性和誤差,對全機或部件的疲勞試驗,分散係數一般取4。
飛行器結構疲勞的基本原理與一般機械相同，但由於工作應力水平較高，需採用有限壽命設計，另外結構承受的是比較複雜的變幅載荷（見載荷譜）而不是等幅載荷。對於變幅載荷，可用等幅載荷下的試驗結果根據累積損傷理論計算壽命。在疲勞試驗中也可用累積損傷理論簡化載荷譜。
破損安全設計 這是50～60年代美國的飛機設計原則。考慮到疲勞壽命難以準確確定，主要是在結構中採用多傳力途徑，要求一條途徑破壞後，殘餘結構還能承受足夠的載荷，這一載荷稱為破損安全載荷，其數值在強度規範中有相應的規定。破損安全原則常常與安全壽命原則混合使用。
損傷容限設計
70年代美國空軍提出的原則。它考慮到意外損傷的可能存在，即從飛行安全出發，為了謹慎，假定新的飛機結構存在初始損傷，其尺寸依據製造廠無損檢驗能力確定，要求達到足夠的檢出概率，然後對帶裂紋結構進行斷裂分析或試驗，確定裂紋在變幅載荷下擴展到臨界尺寸的週期,由此制定飛機檢修週期,即：
式中分散係數考慮到裂紋擴展速率的分散性和誤差，比安全壽命的分散係數要小得多,一般可取為2。裂紋的臨界尺寸根據結構的殘餘強度不小於破損安全載荷的原則確定。破損安全載荷由強度規範規定，其數值因裂紋部位檢測的難易而異。帶裂紋結構的殘餘強度可用斷裂力學方法計算或通過靜力試驗確定。裂紋擴展的速率通常用最簡單的帕裡斯公式計算。
在實際飛行器結構設計中，要求結構既有好的耐久性，即延遲開裂的特性，又有好的損傷容限特性，即裂紋緩慢擴展的特性。
課程主要特點
(1)
突出基本概念、基本原理、基本方法及其應用。將疲勞與斷裂緊密聯繫，系統講授工程材料與結構的裂紋萌生、擴展，斷裂破壞的機理、規律與現代控制設計方法。
(2) 注重歸納思維方法。在討論不同問題的個性（特點）的時候，突出共性的歸納。培養綜合與擴散、求同與辨異等歸納思維方法。
(3) 深化認識，培養研究性思維。加強對於問題、模型、假設、結論等物理與幾何意義及結論的正確性條件等的討論與研究。
(4) 貼近時代，擴大視野。既反映本領域的現代研究成果，又深入淺出，便於教學。
重點、難點及解決辦法
課程的重點：
對疲勞斷裂基本概念、疲勞裂紋擴展規律和現代抗疲勞設計方法的教學。
課程的難點：
疲勞與斷裂是理論和工程實際結合非常緊密的一門課程。課程的難點在於：
（1）如何使學生掌握準確、清晰和完整的課程體系和內容，即基本疲勞與斷裂概念、分析方法和基本原理，以及它們之間的相互關係；
（2）如何使學生對所學知識融會貫通，能靈活、正確地應用到疲勞斷裂問題的解決中；
（3）如何增強對實際問題的認識和處理能力。
課程的解決辦法：
（1）課程組在教學中注重基本概念、基本理論、基本分析方法的教學，加強科學思維方法，尤其是綜合與擴散、求同與求異等歸納思維方法的培養；
（2）在課堂教學中，積極倡導啟髮式教學，加強課堂討論，強化對於問題、模型、假設、結論等的物理與幾何意義及結論的正確性條件等的討論與研究；
（3）課程組一貫堅持課堂教學與實驗教學並重，深化認識，注重培養學生的研究性思維和從工程實際中提出、研究、解決力學問題的能力。
全 69講 每講授時 依列表各章節配置
總授課時間: 1483
分鐘
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