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在甘肃省人才工程基金和兰州理工大学学术梯队及特色研究方向基金资助下，通过对常见金属材料Q235的疲劳断裂分析，尤其是对其裂纹扩展方向的有限元模拟和求解裂纹扩展参数的多元回归探求，为更有效的防止和利用疲劳断裂提供许多有用的理论依据。基于力学分析阐述了平面裂纹和V型切口问题的应力场和位移场的解析表达式以及它们相应的应力强度因子和断裂准则。其次，引入了求解疲劳断裂的有限元分析法。对Q235的轴向疲劳断裂特性进行了有限元分析。通过分析试样的ANSYS应力云图可得：V型切口试样的最大应力仅仅出现在切口尖端，这对Q235的规则断裂创造了条件。随后应用ANSYS软件对Q235的V型切口试样进行了疲劳断裂分析，求得其拉压规则断裂的适宜切口参数为：切口角度α=60°，切深t=0.12D，切口尖端半径r=0.2mm。在超低周（Nf≤100）条件下，应用ANSYS软件的单元生死模块进行裂纹扩展路径的模拟。先把模型中的所有单元都设为生的单元（激活单元），然后根据ANSYS的应力云图分析决定单元的生死状态，裂纹扩展所经过的单元被转化为杀死（非激活）的单元。通过边分析试样的Von Minses等效应力分布，边模拟裂纹扩展方向的方法对拉压载荷下V型切口试样的裂纹扩展方向进行了模拟，结果显示V型切口试样在拉压状态下的裂纹扩展方向为棒料V型切口处圆周的直径方向。对疲劳断裂规律进行了统计分析。以裂纹扩展的经验公式为回归函数建立了求解裂纹扩展参数的多元回归法，并应用该法求得Q235钢的模拟受载的箱形截面梁试件的疲劳裂纹扩展公式da／dN=5.56×10-14（ΔK）3.87／130（1-R）-ΔK。