采用先进的焊接工艺制造大型金属整体结构是近年来大型飞机结构减重设计和节约成本的重要途径。损伤容限设计理念是保证结构安全性的重要途径，裂纹扩展分析又是损伤容限评定的内容之一。焊接结构的裂纹扩展分析的困难在于残余应力和微观组织改变对焊接结构疲劳裂纹扩展速率的影响是耦合在一起的，残余应力分布受几何构型影响，使得传统的用实验室标准试件测量的裂纹扩展速率来分析焊接结构件的裂纹扩展寿命的思路面临挑战。 针对上述问题，本项目提出了焊接本征裂纹扩展速率的概念。在符合工程实践假定的条件下，（1）分离残余应力和微观组织对裂纹扩展的影响，建立焊接结构本征裂纹扩展速率提取方法；（2）准确评估焊接件的残余应力分布并分析其对裂尖场参量的影响；（3）研究微观结构对裂纹扩展行为及裂纹尖端场参量的影响。 在研究过程中，重点对分离残余应力和微观组织对裂纹扩展影响、评价焊接整体结构残余应力分布描述方法等方面取得突破：（1）提出了一种数字图像相关技术辅助下的逐步切割、多步反推的焊接件残余应力测量方法；（2）在残余应力得以准确评估的基础上，提出了以试验手段提取焊接件本征裂纹扩展速率的方法——恒有效应力强度因子变程和有效应力比方法，采用该方法对搅拌摩擦焊接件焊缝及附近不同区域的本征疲劳裂纹扩展速率进行了研究；（3）研究了该系列铝合金晶粒分布对疲劳裂纹扩展速率的影响，进而分析焊接微观结构改变对裂纹扩展速率的影响规律。随着近年来对新型金属整体结构研究关注点的变化，本项目对焊接微观结构改变对裂纹扩展影响的研究部分，增加了材料组织对裂纹扩展行为和裂尖场变化的影响的研究，调整了部分原申请书研究内容。 本项目的研究成果将为焊接结构的损伤容限分析提供技术支撑，从而为先进连接技术在大型飞机结构中的应用奠定分析评定基础。