飞艇作为人类较早的飞行器,在通讯、侦察、测绘、运输等领域有着广阔的应用前景。囊体蒙皮作为飞艇承受内外压力差的主体结构,其性能的优劣对飞艇的应用效能有着至关重要的影响。飞艇作业时,表面蒙皮会长期暴露在空中,蒙皮中的初始裂纹或缺陷在空中多种环境因素机制耦合作用下容易扩展而发生撕裂破坏。从已有的飞艇飞行实验发现,囊体蒙皮的撕裂破坏是飞艇的主要失效方式。飞艇安全性的评估需要对蒙皮撕裂性能和疲劳寿命进行研究,因此探究飞艇蒙皮材料的撕裂性能具有非常重要的工程意义。为了探究蒙皮的撕裂性能,本文确立了蒙皮撕裂性能的研究方法,通过撕裂实验和数值模拟对TPU/Nylon-230T蒙皮的撕裂性能进行了研究。首先,通过TPU/Nylon-230T蒙皮材料的拉伸试验,获得了其材料性能参数。用于求解泊松比的应变基于数字图像相关方法(DIC)进行采集。通过对预制裂纹蒙皮试件的撕裂实验,得到了初始裂纹长度、初始裂纹倾斜角度、初始裂纹位置对蒙皮剩余强度的影响。基于DIC获得了在撕裂过程中试件的位移场和应变场。通过获取有一定规律的特征点上的场信息,分析了在撕裂过程中,蒙皮的位移场和应变场的变化规律。然后,将蒙皮简化为正交各向异性材料,通过数值模拟手段,探讨了在多种工况下应力强度因子K值的变化规律,并与理论值进行了对比。利用几种常见的裂纹扩展有限元分析方法—扩展有限元法(XFEM)、内聚力单元法(CZM)、虚拟裂纹闭合技术(VCCT)分别对预制裂纹蒙皮试件进行了裂纹扩展模拟和剩余强度预报,并通过与撕裂实验结果的对比验证了数值模拟的准确性。在数值模拟的过程中,摸索了一些可以提高模型收敛性的方法。最后,将静强度问题与交变载荷的疲劳行为相联系,借助疲劳分析软件FE-safe对蒙皮的疲劳寿命进行了预测,并且结合ABAQUS的有限元分析,建立了蒙皮材料的Paris疲劳寿命模型。将FE-safe模拟剩余寿命值与通过对所建立Paris疲劳寿命模型积分得到的理论剩余寿命值进行了对比,数据吻合性较好,验证了本文所提出的建立材料Paris疲劳寿命模型方法的可行性。研究结果对不确定疲劳特性材料的寿命预测和疲劳寿命模型的建立提供了一种思路。