疲劳失效是发生在机械工程领域中的一类十分普遍的破坏形式。在金属材料或结构疲劳损伤的发展过程中,载荷作用顺序的影响必须加以考虑。尽管现阶段已有的有关疲劳的理论模型在一定程度上能反映载荷作用顺序对疲劳损伤的影响,这里仍然有很多关于载荷作用顺序的问题亟待解决。从疲劳损伤发展机理出发,金属材料的疲劳破坏经历了材料的循环硬化或软化、裂纹萌生、裂纹扩展以及最终断裂四个阶段。裂纹扩展阶段可进一步分为亚显微裂纹的扩展和宏观长裂纹的亚临界扩展,其中在亚显微裂纹扩展阶段,载荷作用顺序对裂纹扩展速率的影响较大。为了分析问题的方便,结合载荷作用顺序对疲劳损伤增长影响的特点,本文分别从金属材料的循环硬化或软化阶段,疲劳裂纹萌生及宏观短裂纹扩展阶段和宏观长裂纹亚临界扩展阶段分析疲劳损伤的增长过程,建立了疲劳损伤三阶段模型,分别用Kramer模型、裂纹张开应力模型和Miner准则描述各个阶段载荷作用顺序对疲劳损伤的影响。疲劳损伤阶段模型中各个阶段分界点无法明确给定,各个阶段在整个疲劳损伤过程中占据时间的长短随材料、加工方式、热处理以及外力等因素的变化而变化。在疲劳损伤阶段模型的验证试验中假定疲劳损伤第一阶段的累积损伤值D1=0.3,第二阶段的累积损伤值D2=0.5,然后用Aluminum2024-T445钢、16Mn钢和AISI4130对疲劳损伤阶段模型进行了模拟试件试验和实际试件试验验证。验证试验表明,疲劳损伤阶段模型能较合理地反映金属材料或结构疲劳损伤的发展机理,采用该模型计算出的累积损伤值总体上优于Miner准则和Kramer模型。但该模型仍有很多问题需要解决,比如：如何保证模型中相关参数的准确性；如何完成疲劳损伤阶段模型与其他非线性疲劳损伤模型的对比分析等等。