航空航天、船舶、轨道车辆和压力容器等大型机械结构和零部件往往承受着复杂交变载荷的作用,在应力集中和结构薄弱处会萌生微裂纹,在交变载荷作用下微裂纹开始延伸并不断扩展,从而形成宏观裂纹。宏观裂纹的存在极大威胁了结构的安全和寿命,极易发生低应力脆断灾难性事故,造成重大的人员伤亡和财产损失。疲劳裂纹闭合现象发生于裂纹扩展过程中,是影响常幅和变幅加载下疲劳裂纹扩展规律的重要因素之一,裂纹闭合会对裂纹尖端附近应力-应变场造成极大影响,降低裂纹尖端应力强度因子幅值,导致裂纹扩展速率变缓。而在实际工程领域,预测裂纹件剩余寿命与判断裂纹扩展状态时,往往容易忽视裂纹闭合效应的存在,因此研究闭合效应对疲劳裂纹扩展的影响,对精准评估设备剩余疲劳寿命,保障大型机械设备在预计设计寿命内安全运行,具有重大的工程实用意义和经济价值。本文主要工作内容如下:（1）系统的阐述了常变幅加载中疲劳裂纹扩展以及裂纹闭合的研究现状,并且对相关理论进行分析,为后续的工作奠定基础。（2）针对Q345R低合金钢材料的紧凑拉伸试样,通过大型有限元分析软件ABAQUS对其进行二维弹塑性有限元分析,通过节点脱粘（debond）技术,模拟常幅加载下动态疲劳裂纹扩展,探究裂纹长度、应力比、最大加载载荷对疲劳裂纹闭合张开载荷的影响。结果表明:最大加载载荷与裂纹长度对裂纹闭合基本没有影响,而应力比增加,裂纹张开载荷增大,但闭合效应减弱。（3）通过有限元法模拟了多种变幅加载下疲劳裂纹扩展行为,基于塑性诱导裂纹闭合理论解释过载后疲劳裂纹的迟滞行为,探究过载比,应力比对裂纹迟滞效应的影响,最后研究了双过载峰以及拉伸过载-压缩载荷之间的相互作用对裂纹扩展的影响。结果表明:单个过载时,随着过载比的增大,过载迟滞效应增强,而应力比增大,过载迟滞效应削弱,双峰过载能有效的强化裂纹闭合效果,而压缩载荷对过载迟滞效应有抑制效果。