在航空航天、石油化工、火电能源等行业中,高温下工作的部件不仅要承受恒定的工作载荷,同时还要经受机器启-停控制、载荷波动等变化的载荷。因此,这些部件同时承受着高温蠕变和高温疲劳的共同作用。蠕变-疲劳破坏作为高温工作部件的主要失效方式之一,具有重要的研究意义。因此,本文以电厂用钢P92钢作为研究对象,采用了数值模拟方法研究了其蠕变-疲劳裂纹扩展行为,并进行了相关的实验验证,论文的主要研究内容如下:(1)本文基于连续损伤力学,在蠕变韧性耗散理论和连续损伤热力学理论的基础上,提出了蠕变-疲劳损伤模型,该模型通过第三项考虑了蠕变-疲劳交互作用。该损伤模型与应力-应变本构方程一起构成了蠕变-疲劳裂纹扩展有限元预测模型。(2)通过P92钢蠕变-疲劳裂纹扩展有限元模拟,研究了不同保载时间、裂纹深度与试样尺寸对蠕变-疲劳裂纹扩展行为的影响。研究发现,当保载时间缩短时,裂纹扩展速率逐渐增大。在初始阶段,60s保载时间裂纹扩展速率约为600s下裂纹扩展速率的四倍,随裂纹不断扩展,不同保载时间下的裂纹扩展速率趋于一致。在相同的应力水平下,随着裂纹深度和试样尺寸的增大,裂纹扩展速率逐渐增大。这是由裂纹深度和尺寸增加所引起的拘束效应增加所导致的。(3)通过P92钢630℃下的蠕变-疲劳裂纹扩展实验研究了不同保载时间与裂纹深度对裂纹扩展行为的影响。发现随着保载时间缩短和裂纹深度的增大,裂纹扩展寿命急剧减小,裂纹扩展速率增大。通过对比发现,实验结果与有限元预测结果吻合良好,证明了该蠕变-疲劳裂纹扩展数值模拟方法的可靠性和有效性。