工程构件和结构通常都承受具有平均应力的循环变化载荷，而在具有一定平均应力的应力控制循环加载下，会产生循环棘轮行为，棘轮应变的累积会导致疲劳寿命的减少或使结构的变形超过限制而不能正常工作，是实际工程结构设计中需要考虑的一个重要问题。对疲劳寿命进行估算时，需要同时考虑棘轮行为对疲劳行为的影响。因此，对棘轮行为对疲劳寿命的影响以及寿命预测方法进行系统深入的研究具有重要的理论意义和工程实用价值。本文对304不锈钢、退火和调质热处理的42CrMo合金钢在室温下进行了大量的单轴应力控制低周疲劳实验，对不同载荷水平下的棘轮行为和低周疲劳以及它们的交互作用进行了系统的研究，讨论了平均应力、应力幅值以及应力比对材料的棘轮行为和疲劳寿命的影响。实验结果表明，材料的棘轮应变和疲劳寿命明显地依赖于单轴应力循环中的平均应力、应力幅值以及应力比，在不同的应力水平下出现两种失效模式(即由大棘轮应变导致的棘轮失效和疲劳裂纹扩展引起的低周疲劳失效)。本文在已有模型的基础之上提出棘轮应变率-疲劳寿命法和疲劳-棘轮线性交互作用模型，通过与实验结果的比较，表明本文所提出的疲劳-棘轮线性交互作用模型能给出较好的结果。