疲劳破坏是工程中常见的破坏形式。国内外的研究者已经提出了许多疲劳破坏准则和寿命预测方法,多数破坏准则和寿命预测公式的普适性不高,载荷情况和构件几何不同时就需要另行试验。因此,寻找一个适用于任意循环应力状态,且能考虑缺口根部多轴应力梯度效应的疲劳寿命预测模型,具有理论意义和工程应用前景。损伤累积是引起应力疲劳的根本原因。要建立统一的寿命评价模型,必须找出支配疲劳损伤累积的根本因素。本文从原子平衡位置的周期性运动出发,提出循环变形是引起疲劳损伤累积的第一因素,而静态变形是循环变形的参考基点,对疲劳损伤累积也有影响,是第二因素,进而提出了一个用合成变形量表示的多轴疲劳损伤演化律,基于该损伤演化律得到了适用于任意应力状态的疲劳寿命评价公式,并利用单轴和多轴疲劳试验进行了验证,发现它既可以应用在单轴加载下,也可应用在比例和非比例的多轴加载下,且公式中的材料常数仅需要由单轴疲劳试验确定,方便于工程应用。众所周知,疲劳极限和寿命比例系数均依赖于平均应力。通过对文献中大量单轴疲劳试验结果的总结和尝试,提出了疲劳极限与平均应力、寿命比例系数与疲劳极限之间的经验关系。虽然在不同平均应力或应力比下,S-N曲线形状不同,但通过引入等效对称循环应力和等效对称循环寿命后,不同平均应力或应力比下的S-N曲线都可以用对称循环载荷作用下的S-N曲线进行统一表征。通过引入疲劳特征长度的概念,可以用统一的方法处理具有应力集中或奇异的疲劳问题。本文首次提出了具有应力集中或奇异应力场的疲劳破坏准则:当特征长度内的等效应力振幅达到材料的疲劳极限时,材料就发生疲劳破坏。具有应力集中或奇异材料的疲劳寿命需要依次考虑多个特征长度内材料的疲劳过程,在每个特征长度内材料的疲劳寿命仍用多轴应力疲劳寿命公式计算,并给出了裂纹稳态扩展速率的计算过程。确定临界损伤是利用损伤力学方法评价疲劳问题的关键之一。所谓临界损伤是指疲劳损伤累积的一个临界值,一旦损伤达到该值,就将发生脆性断裂。通过引入破坏特征长度内平均切向应力的概念,提出了一个关于奇异点脆性破坏的理论??场应力理论。该理论在材料基本强度特性的框架下,统一处理含不同奇异性的脆性断裂问题。结合宏观裂纹、小裂纹、V型缺口等几何形状缺陷的脆性破坏,从理论和试验验证了场应力理论的有效性。