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铝合金薄壁压力容器在航空航天载运工具中应用广泛,其结构安全性至关重要。工程实际中,压力容器安全评定研究多集中于核工业及化工领域中韧性较好的钢质容器,而对于铝合金薄壁压力容器研究偏少。针对铝合金薄壁结构可能存在的韧性断裂,本文开展含表面裂纹铝合金薄壁压力容器安全评定方法研究。主要工作与成果包括:1、建立了求解服从Ramberg-Osgood关系材料含表面裂纹薄板弹塑性问题的非线性线弹簧模型。基于Kirchhoff薄板理论,推导出适用于弹塑性问题的含穿透裂纹薄板性能方程;利用单边裂纹板条在纯拉伸与纯弯曲载荷条件下的全塑性数值解,提出一种改进的线弹簧弹塑性本构关系。二者相结合,得到求解裂纹前缘应力场的奇异积分方程组。数值结果表明,该模型计算的应力强度因子和J积分,与各自有限元解吻合良好,从而证明该模型合理性与准确性。2、利用所建立的非线性线弹簧模型,研究了外部载荷、裂纹尺寸与材料硬化参数对裂纹前缘弹塑性J积分的影响规律。研究表明,低载荷比水平下,弹塑性J积分由其线弹性部分主导,增长缓慢且其曲线趋于直线;随着载荷水平的提高,弹塑性J积分呈现非线性地快速增长,弹塑性J积分由其全塑性部分主导。材料硬化参数对J积分曲线影响显著,而裂纹长度对J积分影响不大。3、将所建立的非线性线弹簧模型与失效评定图技术相结合,基于R6选择3,计算表面裂纹精确的线弹性与弹塑性J积分并绘制FAC,得到一种表面裂纹结构快速安全评定方法,并通过算例验证了该方法。实践表明,该安全评定方法工作量少、计算快捷,具有向工程应用推广的优势。4、研究了裂纹尺寸与材料硬化参数对FAC影响规律。与R6通用曲线相比,本文的FAC偏于安全,能反映出不同裂纹尺寸与材料硬化参数的差异,基于此的安全评定更具针对性。5、针对工程实际结构,基于改进的线弹簧本构关系,结合圆柱壳性能方程推导出一种含表面裂纹圆柱壳弹塑性断裂问题非线性线弹簧模型;针对真实材料具有极限应力的特点,根据塑性叠加原理,推导出修正Ramberg-Osgood关系材料含表面裂纹薄板非线性线弹簧模型。