细观尺度下物理短裂纹阶段占整个疲劳寿命的比例远远高于长裂纹阶段,扩展速率相对于长裂纹更快,对材料已经构成潜在危险。传统的无损检测技术不能有效地检测物理短裂纹等早期隐性损伤,在工程实际中显微镜现场观测又比较困难,因此引入能够检测早期隐性损伤和应力异常集中的金属磁记忆技术对细观尺度下物理短裂纹扩展进行探索。本文从铁磁材料疲劳短裂纹机理分析出发,结合短裂纹原位观测与磁记忆技术,揭示物理短裂纹扩展过程中的磁特性规律,研究磁特性参数与短裂纹扩展速率的相关性,建立短裂纹扩展速率磁记忆表征及剩余寿命预测模型,基于模糊概率断裂力学的判据建立方法,建立基于磁特性参数的物理短裂纹扩展判据。为研究物理短裂纹演化过程中磁特性参数的变化规律,本文以Q235钢三点弯曲试件为试验材料,采用TSC-5M-32金属磁记忆检测仪并配合金相显微镜,原位观测并记录裂纹扩展演化过程及磁特性参数,获得了在细观尺度下磁特性参数对物理短裂纹扩展的表征规律。实验结果表明,在裂纹形核阶段,短裂纹相互竞争,Hp（x）从-29.84A/m剧烈跳变为-55.09A/m,Hp（y）由-29.84A/m变为2A/m发生极性变化;在晶界阻碍阶段,短裂纹扩展速率几乎为零,Hp（x）和Hp（y）分别在-59A/m和18A/m保持不变;在突破晶界阶段,大多数短裂纹停止扩展,扩展性短裂纹突破晶界,Hp（x）曲线顺时针旋转,Hp（y）曲线向上移动;在裂纹扩展阶段,短裂纹汇合形成主裂纹,沿“之”字形路径前进,伴随“Y”字形分叉,Hp（x）和Hp（y）均呈类线性变化。为有效表征物理短裂纹扩展特异性,仅通过主观选取传统的Hp（x）、K（x）、K（y）等磁记忆信号并不严谨,为此提取磁场强度峰峰值、梯度极限系数、平均梯度等单一方向以及合成的21种磁特性参数,引入Pearson和Spearman相关性系数,综合优选出与物理短裂纹扩展速率相关性最高的磁特性参数,建立并验证基于磁特性参数的物理短裂纹扩展速率模型,并在物理短裂纹扩展速率模型基础上建立并验证剩余寿命表征模型,验证结果表明,扩展速率和剩余寿命模型最大相对误差为别为6.475%和11%。为建立基于磁特性参数的物理短裂纹与长裂纹临界点判据,以晶体内能量变化为切入点,通过考虑晶界阻碍作用,将能量作为桥梁建立磁特性参数与力学参数之间的数学关系。依据所建立的数学关系,通过分析物理短裂纹扩展特异性,引入细观力学的应力强度因子幅值门槛值ΔKth作为物理短裂纹临界参数,基于模糊概率断裂力学的判据建立方法,研究力磁参数的概率密度分布并进行K-S检验,进一步确定模糊隶属函数,建立基于磁特性参数的物理短裂纹与长裂纹临界点判据,为损伤评价提供新思路。