裂纹的疲劳扩展是结构失效的主要原因之一。结构在使用过程中由于各种原因常常出现多个裂纹,这些裂纹之间的相互作用给多裂纹问题的研究带来了很大的难度,因此,研究多裂纹的相互作用以及疲劳扩展规律具有非常重要的意义。本文利用有限元数值模拟和实验方法,研究了材料Q345R中复合型交叉双裂纹的扩展规律和机理。主要工作和结论如下:　　首先,论文对预制有Ⅰ+Ⅱ复合型单裂纹和交叉型双裂纹试件进行了疲劳拉伸试验。结果表明:对于Ⅰ+Ⅱ复合型单裂纹,新裂纹从预制裂纹尖端启裂后,将沿着与载荷垂直的方向扩展,裂尖位置处的Ⅰ型应力强度因子△KⅠ逐渐增加,最终裂纹由Ⅰ+Ⅱ复合型转型为Ⅰ型继续向前扩展。对于复合型交叉双裂纹,新裂纹沿Ⅰ型应力强度因子变化幅△KⅠ较大的预制裂纹一端启裂,启裂后的新裂纹也沿着与载荷垂直的方向扩展。扩展裂纹裂尖Ⅰ型应力强度因子变化幅△KⅠ随预制裂纹和加载方向的夹角β增大而增大,即预制裂纹和加载方向的夹角β越大,裂纹越容易启裂,扩展速率越快。　　其次,论文研究了长裂纹和短裂纹之间的相互作用。研究结果表明:当长裂纹长度和初始倾角(45°)不变时,在本论文长短裂纹组态下,短裂纹对长裂纹扩展影响不大;短裂纹尖端裂尖Ⅰ型裂纹应力强度因子变化幅△KⅠ随长裂纹扩展而减小,Ⅱ型裂纹应力强度因子变化幅△KⅡ不断增加,短裂纹的裂纹型式发生改变,由复合型裂纹转变为Ⅱ型裂纹。　　第三,论文研究了Ⅰ+Ⅱ复合型单裂纹和交叉型双裂纹的疲劳扩展速率。结果表明:在恒幅载荷作用下,复合型交叉双裂纹在扩展过程中由扩展裂纹的Ⅰ型成分主导,扩展裂纹的扩展速率与Ⅰ型应力强度因子之间的关系满足Paris方程,与复合型单裂纹的扩展速率方程基本一致。　　最后,论文对试件进行了金相和断口分析。金相分析表明:复合型单裂纹及交叉双裂纹在Q345R材料中均为穿晶扩展,在扩展过程中无分支裂纹产生。断口分析发现:裂纹在不同扩展阶段的断口微观形貌有较大差异。在源区有许多小台阶,扩展区存在明显的疲劳辉纹,且随着裂纹扩展,疲劳辉纹间距变大,在最后断裂区有明显的韧窝,说明材料具有较好的塑性。