现代工程装备及其部件高可靠性、长寿命服役要求,使极端条件下的机械结构强度及其设计成为迫切需要解决的问题,超长寿命条件下的疲劳破坏(超高周疲劳)已成为国际研究热点.现有超高周疲劳的认识主要源于弹簧、轴承类高强钢超长寿命疲劳试验,对低强钢焊接结构长寿命疲劳破坏机制认识薄弱,缺乏新的实用性好的抗疲劳设计方法.本项目研究汽轮机转子焊接接头的超高周疲劳破坏行为,聚焦焊接制造和疲劳损伤机制,为核电装备60年寿命设计需求提供技术指导.运用扫描电镜原位-拉伸-疲劳加载和数字图像相关等方法，研究焊接接头微区的疲劳断裂行为，提出了疲劳裂纹尾迹梯度闭合的预测模型，发展了基于微试样测试的复杂焊接结构微区性能评价与预测方法。澄清了焊接接头低速疲劳破坏的微观机制，提出了复杂载荷条件下材料损伤容限能力的统一模型，运用于长周期服役焊接接头的损伤容限设计。阐明了温度、试样尺寸和加载频率等因素影响焊接接头超高周疲劳的微观机制，揭示了低强钢内部疲劳破坏的裂纹萌生及其转变规律，形成了基于焊接缺陷的长寿命疲劳强度评价方法和设计准则。