疲劳问题的研究具有重要的学术意义和工程意义.试验证实,许多疲劳断裂过程取决于短裂纹的萌生、扩展过程,对短裂纹演化阶段的研究具有重要意义.短裂纹扩展速率表现出很大的随机性,传统的宏观断裂力学理论不再适用.因此要求我们从宏观重返微观,深入研究短裂纹行为规律.以往对短裂纹的研究主要针对单条裂纹扩展数学模型的研究,随着科学的不断进步,人们在意识到短裂纹研究重要性的同时还认识到多裂纹相互作用的重要性.但是到目前为止,绝大多数的多裂纹相互作用数学模型的解析解很难得到,极大地限制了疲劳短裂纹的研究.随着计算机的广泛应用,结合计算机仿真思想的疲劳短裂纹群体演化物理模型较好地反映了真实疲劳短裂纹群体演化行为.该文首先综述了目前国内外疲劳短裂纹的发展历史和现状.其次从理论角度,研究了疲劳短裂纹扩展机理和寿命预测方法.最后从仿真角度,在Monte Carlo方法的基础上,对疲劳短裂纹萌生、扩展、合体的物理过程进行可视化再现.仿真程序代码以试验及理论分析结果为基础,同时结合短裂纹生长行为具有随机性这一特点进行模型程序化处理.仿真程序模拟了多条短裂纹生长过程并进行寿命估算.发展了计算机仿真进行疲劳寿命预测这一方法.该文主要内容可概述如下:①论述了常温下疲劳失效研究的工程背景及意义,系统地评述了当前疲劳学界正在探讨的各种疲劳长短裂纹生长模型.②通过对裂纹群体演化机理的详细介绍,评价了短裂纹群体演化干涉的数学模型及物理模型.③分析总结短裂纹的生长机理,根据生长行为的共性,建立了该文应用的裂纹扩展仿真模型及其一系列模拟准则,并将模型程序化.建立了计算机模拟的一般流程图.④针对HT20-40和TC2材料的疲劳试验结果,分别进行关于疲劳短裂纹寿命的计算机仿真和关于疲劳短裂纹的演化特征的计算机仿真.验证了仿真程序的合理性和有效性.