微动疲劳是指两个紧密配合的构件在循环载荷的作用下接触表面上发生微小幅度的、反复的相对滑动,从而造成构件表面产生疲劳裂纹,导致构件过早失效的现象。微动疲劳现象广泛存在于航空、核电、交通、汽车、化工和电力等工业领域中,被称为工业界的“癌症”。微动疲劳过程十分复杂、其变化参量众多,且相互影响。接触载荷是微动疲劳过程中最重要的影响参量之一,目前针对恒定接触载荷对微动疲劳损伤机理的影响已有大量研究,而尚未见到关于交变接触载荷条件下微动疲劳的研究报道。事实上,构件在实际的工程应用中承受的接触载荷是复杂变化的。因此,本文基于常规的疲劳试验机自行设计了一套接触载荷实时可控的微动疲劳试验系统。6061铝合金由于比强度高、良好的可成形性和可焊性等优点而被广泛应用于飞机和汽车零部件的材料。本文中将以6061铝合金为研究对象,对其分别进行恒定和交变接触载荷条件下微动疲劳试验。研究平均接触载荷、接触载荷幅值和最大接触载荷对其微动疲劳寿命的影响。研究结果表明:(1)6061铝合金试样在接触表面的粘着区和滑移区交界处存在剪应力集中,促使表面疲劳裂纹的萌生,其微动疲劳寿命明显低于纯疲劳寿命。(2)在恒定接触载荷条件下,6061铝合金微动疲劳寿命随接触载荷的增加呈现出先减小后增大的变化行为,在临界接触载荷2.0 kN处微动疲劳寿命最低。(3)在交变接触载荷条件下,随着平均接触载荷的增加,微动疲劳寿命的变化行为与接触载荷幅值大小有关。当接触载荷幅值较小时,微动疲劳寿命呈现出先减小后增加的变化行为;而当接触载荷幅值较大时,微动疲劳寿命呈现出逐渐递增的变化行为。此外,试样在交变接触载荷条件下也存在临界平均接触载荷,且其小于恒定接触载荷条件下的临界接触载荷。(4)在相同平均接触载荷作用下,当平均接触载荷小于2.0 kN时,试样在交变接触载荷条件下的微动疲劳寿命低于恒定接触载荷条件下的微动疲劳寿命;然而,当平均接触载荷大于2.0 kN时,试样在交变接触载荷条件下的微动疲劳寿命接近或高于恒定接触载荷条件下的微动疲劳寿命。此外,如果把最大接触载荷作为微动疲劳寿命的相关参数时,平均接触载荷的影响就可以忽略。(5)综合微动疲劳试验和有限元分析结果揭示了在低接触载荷作用下接触载荷的增大使得最大剪应力增加,有弊于材料的微动疲劳寿命,而在高接触载荷作用下接触表面两边出现粘着接触区,且接触载荷的增加使其宽度增加,从而有利于材料的微动疲劳寿命。