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微裂纹和微孔洞被认为是两种对材料疲劳寿命影响较大的缺陷,在复杂外载荷作用下,这些缺陷附近会产生较大的应力集中,并且容易萌生疲劳裂纹。此外,微裂纹、微孔洞缺陷还会影响疲劳裂纹的扩展路径。本文以γ-TiAl合金为研究对象,基于XFEM法建立了含微裂纹、微孔洞缺陷细观尺度下的主裂纹模型,分别研究了共线单微裂纹与偏置双微裂纹缺陷对主裂纹裂尖应力强度因子的影响,以及不同位置和不同取向的微椭圆孔对主裂纹裂尖应力强度因子的影响,模拟了偏置微裂纹影响下主裂纹的扩展路径,取得如下研究成果:1、研究了共线单微裂纹与主裂纹之间的相互作用。采用扩展有限元法建立了水平共线的单微裂纹与主裂纹模型,模拟不同位置的单微裂纹与主裂纹之间的相互作用。研究结果表明:共线的单微裂纹对主裂纹裂尖应力场的作用表现为短距效应(距离越短作用越强烈),而距离较远时作用不明显。2、研究了偏置双微裂纹对主裂纹裂尖应力强度因子的影响,分析了双微裂纹对主裂纹裂尖应力强度因子的影响的机理。研究结果表明:在水平方向双微裂纹对主裂纹裂尖应力强度因子的影响随微裂纹位置的变化呈现等幅值的周期性波动,且这种等幅值波动是由微裂纹对主裂纹的增强与屏蔽作用所导致;微裂纹距离主裂纹裂尖越近影响越大,而距离越远则影响很小。3、研究了不同位置和取向的微椭圆孔对主裂纹裂尖应力强度因子的影响,分析了其影响机理。研究结果表明:微椭圆孔对主裂纹的作用效应与其相对主裂纹的位置和自身取向有关,随微裂纹位置和自身取向的变化,微椭圆孔对主裂纹裂尖的作用效应表现为增强作用和屏蔽效应,且增强作用和屏蔽效应可以同时存在。4、研究了偏置位置的单微裂纹对主裂纹扩展路径的影响。研究结果表明:单边偏置微裂纹的存在改变了中心主裂纹的扩展方向,使得裂纹扩展偏向微裂纹一侧,并降低了中心主裂纹的扩展速率;随偏置距离的增加,主裂纹的扩展偏转角逐渐减小,而扩展速率增加。