金属材料的失效一半以上源于疲劳破坏,而对承受交变载荷为主的光滑结构或零部件,短裂纹的萌生与扩展占疲劳总寿命70%以上。LZ50钢作为我国车辆常用材料,由其加工的车轴长期服役于各种恶劣环境中,承受的载荷形式复杂多变。基于单一载荷或单一加载路径下的疲劳性能参量开展实际工程结构疲劳寿命预测或安全评价,可能得到偏于危险或过于保守的结论。基于此,本文开展7种拉扭载荷复合加载路径下LZ50钢光滑漏斗圆棒试样的疲劳短裂纹复型试验,研究不同拉扭应力幅比对短裂纹行为的影响。1.完成了7种载荷路径下的短裂纹复型试验。结果表明无论哪种路径,短裂纹扩展率均会出现两次明显降速,且降速时裂纹尺寸与微观结构障碍尺寸基本对应;随着拉扭应力幅比减小,相同短裂纹尺度下的扩展速率减小,短裂纹萌生与扩展周期缩短。2.对比7种加载路径,随着拉扭应力幅比的降低,疲劳断裂面和试样轴向的夹角也不断减小,试样寿命逐渐增加。对断口进行了SEM观测,可见随着拉扭应力幅比的降低,裂纹萌生从单裂纹源逐渐过渡为多裂纹源;裂纹源区形貌从河流散射状与疲劳条纹共存过渡为擦痕与疲劳条纹共存;扩展区从疲劳条纹为主过渡为擦伤痕迹为主;瞬断区从数量多且呈圆形或椭圆形的等轴韧窝状过渡为深度浅的抛物线形韧窝状。3.对两种典型路径AT3和AT7有效试样的主导有效短裂纹(DESFC)尺度和寿命分数数据做了几种常用分布下的统计分析,确定了极小值分布EMVD1为描述两种路径下DESFC尺度和寿命分数的良好假设分布。4.以多微观结构障碍扩展率模型为基础,对各路径下的短裂纹扩展率数据进行拟合,所得曲线基本能反映出短裂纹扩展受微观结构障碍影响的特点,拟合效果较好。进一步引入应力幅比效应函数,对模型进行了修正,得到可考虑拉扭应力幅比效应的短裂纹扩展率模型。