在飞机起飞和降落过程中，航空轮胎面临着极其复杂的工况条件，其可靠性对飞机起降安全极为重要。尤其是对于超常工况，航空轮胎的损伤破坏以内伤为主，难以及时察觉，这给飞行安全带来了巨大隐患。实现航空轮胎的可靠性预测、有效提升航空轮胎耐久性，已成为目前航空轮胎行业的热点问题。要想实现上述目标，必须对胎体损伤萌生与演化破坏机理有清晰的认识。

然而，航空轮胎由十余种性能不同的橡胶、数以万计的帘线，以及橡胶/帘线界面组成，极端复杂的细观结构使得研究航空轮胎胎体损伤演化机理非常困难。另一方面，航空轮胎在超常工况下的损伤会迅速发展为爆胎，威力极大，很难从破坏残骸中提取到有用的损伤信息，难以锁定造成胎体损伤破坏的准确原因，大大阻碍了我国航空轮胎可靠性的提升。

针对上述问题，本文聚焦超常工况下航空轮胎胎体损伤破坏机理开展研究，阐明了橡胶、帘线以及橡胶/帘线界面的损伤萌生演化机理，揭示了三者的相互耦合作用及对胎体损伤破坏的贡献。主要研究工作包括：

1. 阐明了橡胶在航空轮胎胎体损伤破坏中的作用。基于橡胶应变能密度与橡胶材料疲劳寿命的关系，提出了飞轮实验中评估航空轮胎过考核量的方法，弥补了现有实验标准中的欠缺。其次，针对超常工况胎体内部温度无法测量难题，通过研究橡胶滞回生热对胎体温升的影响，发展了能够高效仿真胎体温度场分布的方法，并在实验中予以验证。基于以上工作，确定了即使施加超常工况等效的应力或应变条件，橡胶材料的疲劳破坏次数仍远高于超常工况下航空轮胎的循环次数，因此橡胶材料的疲劳破坏不是导致超常工况下航空轮胎破坏的主因，橡胶的主要贡献是：滞回生热使胎体局部产生高温，从而引起胎体局部力学性能下降。

2. 揭示了帘线的损伤演化机理及其对航空轮胎胎体损伤破坏的贡献，创新型地发现了帘线层中次生缺陷的存在。本文研究了帘线在不同温度、不同应变率条件下的拉伸、弯曲力学行为，并根据超常工况航空轮胎胎体帘线的实际应力-应变状态，研制了一套针对帘线拉弯、压弯循环加载的实验装置，复现了胎体帘线细观损伤萌生的过程，揭示了超常工况下航空轮胎胎体损伤源于帘线纤维的残余塑性变形所造成的次生缺陷。

3. 阐明了橡胶/帘线界面性能对航空轮胎胎体损伤破坏的影响。通过研究橡胶/帘线界面的损伤力学行为，提出了一种基于国标H抽出实验的界面参数归一化表征方法，能够对不同规格样品界面性能均一化处理，实现了界面性能的准确评价。其次，明确了高温对橡胶/帘线界面性能带来的劣化作用，发展了考虑胎体微结构的子模型分析方法，揭示了超常工况下航空轮胎胎体关键部位橡胶/帘线界面的力学响应规律，阐明了橡胶/帘线界面损伤演化对轮胎胎体可靠性的影响。

4. 揭示了超常工况下橡胶、帘线、橡胶/帘线界面三者的相互耦合作用及对胎体损伤破坏的贡献。通过对超常工况下橡胶、帘线以及界面三者相互耦合作用的研究发现：在拉弯与压弯作用下，帘线的细观结构中先由于纤维塑性产生次生缺陷，这些次生缺陷会使附近橡胶基体应力条件发生明显恶化，标志着胎体微观损伤的萌生；随后在压应变以及层间剪切的作用下，损伤将在帘线层中沿界面轴向与横向大面积扩展，最终导致爆胎。明确了胎体帘线的压应变以及层间剪应变是影响航空轮胎可靠性的关键因素，降低这两者的大小能够提高胎体结构的可靠性。

综上所述，本文主要研究了超常工况下橡胶、帘线、橡胶/帘线界面三者的损伤演化机理及在轮胎胎体破坏中的相互耦合作用，揭示了航空轮胎胎体损伤萌生与演化机理，阐明了橡胶、帘线、界面三者对胎体破坏的贡献。据此，本文提出帘线压应变以及层间剪切应变是影响超常工况航空轮胎可靠性的关键因素。本文工作，可以为航空轮胎可靠性评价以及胎体结构耐久性提升提供科学依据。