针对风电齿轮箱轴承疲劳裂纹萌生方向的问题,通过理论研究,认为裂纹萌生的方向取决于萌生局部位置最大切应力幅所在平面方向。经计算发现,轴承滚道内部浅层位置正交切应力幅大于主切应力幅,较深位置主切应力幅大于正交切应力幅;裂纹萌生角度随萌生深度不同而变化。针对裂纹扩展问题,利用断裂力学裂纹尖端极坐标应力叠加的方法,明确了Hertz接触应力、残余应力、装配过盈压力等对裂纹扩展方向的影响,通过分析不同热处理金相组织的轴承失效案例,验证了理论的适用性。

通过成分分析及宏微观断口分析，研究了在变栽荷的作用下热电偶套管疲劳裂纹的产生及扩展的机理，发现套管焊接咬边引起的微观缺陷是裂纹产生和扩展的原因，并导致热电偶套管的快速疲劳断裂。

针对螺栓联接结构中螺栓孔位置处裂纹损伤实时监测的需求，采用强化磁记忆检测技术，搭建了基于GMR传感器的环螺栓孔阵列的低周疲劳裂纹产生和扩展监测装置，对螺栓孔孔边的状态进行实时在位监测，并通过分析监测信号对拉伸试件的损伤断裂位置进行定位。结果表明，该装置可以有效预测裂纹萌生及试件断裂的位置，并且在损伤出现的早期阶段磁异变信号更加敏感。

本工作以TA1自冲铆接头为研究对象,基于拉伸-剪切和疲劳试验分析了接头的力学性能,并采用扫描电镜从微观层面研究了接头的拉伸-剪切失效机理、疲劳失效机理及微动行为。结果表明拉伸-剪切失效模式为铆钉腿部从下板拉脱,铆钉颈部存在不同程度的断裂。疲劳失效模式主要为上板断裂失效,其疲劳极限约为1.18 kN。疲劳裂纹从上板与铆钉头接触部位萌生,在持续微动磨损及疲劳循环应力作用下,沿板厚和板宽方向不断扩展,直至接头疲劳断裂。微动磨损的剧烈程度直接影响接头疲劳失效模式。上板与铆钉头接触区的微动磨损源于板宽W区域,随着微动过程的不断进行,逐步向板长L区域扩展。