随着汽车轻量化的发展,铝合金材料的疲劳损伤特性研究作为材料推广应用的基础,使得人们对其进行了深入研究和探索。同时为了更好的匹配机械工况的适用性,对其损伤分析和使用寿命评价成为了铝合金加工优化的依据。本文以疲劳失效为依据,微观介质为研究对象,将连续的疲劳损伤过程通过离散化,研究铝合金在阶段性加载过程中的疲劳损伤特性。主要研究内容如下:(1)通过静拉伸试验获得铝合金6061-T6的基本的力学性能。以此为基础,开展包含4000次、8000次、12000次、16000次和20000次五个阶段的加载试验,力值为3600N,应力比R=0.1,得到各阶段的力学特性。(2)通过X-ray CT扫描获取不同阶段下损伤缺陷特征,并通过AVIZO进行缺陷特征的三维重构。获取各阶段试件的三维重构模型,研究孔隙率、损伤体积分数等表征损伤演化过程的相关参量的变化特性。(3)根据损伤演化参量建立表征损伤演化的微观体积单元RVE模型,并将弹性模量作为分析变量与试验进行对比,验证了模型的有效性。RVE模型的建立分为球状缺陷、椭球状和混合三种类型,不同缺陷形状下的弹性模量的变化值与试验计算值都有一定差异。采用混合型缺陷定义的损伤模型更能反映实际的缺陷特性,同时弹性模量的相对误差控制在±1%内。(4)通过触针法利用粗糙度仪检测试验前后各阶段损伤试件的表面粗糙度。随着循环次数的增加模型表面粗糙度不断增大,说明粗糙度可以作为损伤的演化参量表征材料受损的趋势。(5)将ANSYS-Workbench中得到包含RVE的有限元模型导入n Code进行寿命分析,结果表明在损伤缺陷处模型的寿命最小,也是限制模型整体寿命的关键点。与试验结果进行对比,验证了模型的有效性。