中文摘要：

本项目拟在申请者法国和日本多年的研发基础上在国内发展和完善多用超长寿命(十亿周次循环)加速疲劳实验方法，并将此技术用于国内高速列车关键材料的选择和抗疲劳断裂设计中, 同时将其首次拓宽应用到谐振环境下MEMS材料长期可靠性及结构损伤件复合材料长寿命耐久性修补等领域。研究中, 将采用材料，力学性质微-细-宏观过渡结合断裂力学和有限元技术的研究方法，进行疲劳损伤过程机理分析和长期服役性能及总寿命预测。简言之, 项目研究的实施, 可以在国内开拓一种新的加速疲劳实验方法, 并在许多要求长寿命, 高安全可靠性部门(例如飞机，汽车，生物医学工程以及近海的结构等)具有广泛使用价值和应用前景。促进我国新科技产业的大力发展。

结论摘要：

近年来，人们越来越认可许多材料并不存在疲劳极限， 因此材料超长疲劳寿命的研究越显重要。该项目发展和完善了超长寿命加速疲劳实验新方法,研究了Cr-Si 超级钢, GCr15轴承钢， SUJ2高碳铬轴承钢和Maraging Steel麻时效钢， 钛合金，铝合金，镁合金等多种合金与金属材料超长寿命疲劳发生发展机理、破坏特性和寿命预测模型，获得了不同材料超长寿命疲劳的裂纹萌生机制，建立了三种不同的S-N曲线模型。探明了长寿命疲劳裂纹从材料内部萌生的机制和10e+7周循环后疲劳应力寿命S-N曲线再次阶梯下降的特征。实验证明这些材料在超过 107 应力循环后继续发生破坏，突破了材料现有的疲劳极限存在性理论。实现了含裂纹金属件复合材料修补的超长寿命（104-109循环）疲劳实验研究，随着硼-环氧复合材料补片层的增加, 修补铝合金板的疲劳扩展速率显著下降, 疲劳寿命可获得10 倍以上的改善。项目研究结果给现有疲劳设计规范和疲劳机制的理解带来崭新的概念。新方法的发展完善为国内高速铁路、航空、汽车等关键材料以及在不同服役工作环境下的MEMS材料、生物医学工程材料的长寿命服役行为研究提供了有效可行的方法。