现如今,陆地资源越来越匮乏,海洋资源,尤其是深海资源的开发成为了世界各国的重要战略目标。深海载人潜水器作为海洋资源勘探、采集的平台,在深海资源的开发上无疑具有相当重要的地位。作为一种工作环境处于深海极端环境下的工程设备,深海载人潜水器的安全性也是国内外研究人员的研究重点,而深海载人潜水器的耐压壳在潜水器工作期间承受了主要的外部载荷,因此,研究深海载人潜水器的安全性的重点便是研究潜水器耐压壳的服役寿命。钛合金具有较强的抗海水腐蚀性能与比强度,因此深海载人潜水器耐压壳的主要选材为钛合金。深海载人潜水器在服役期间的主要工作状态有三种,即下潜、工作、上浮,这三种工作状态与飞行器的起飞、巡航、降落三种状态类似,因此,影响深海载人潜水器耐压壳的安全性与服役寿命的主要问题便是钛合金的保载-疲劳问题。国内外针对钛合金保载-疲劳裂纹扩展的研究主要着眼于室温状态下,单一保载作用下的保载-疲劳裂纹扩展,对低温及波形影响的研究并不多,而基于现有研究成果可以认为两者都会对钛合金的保载-疲劳裂纹扩展行为产生影响。因此,对最新提出适用于全海深载人潜水器耐压壳的新型钛合金材料开展不同温度及不同波形下保载-疲劳裂纹扩展速率试验及预报方法研究是有意义的。本文的主要研究目的是选用合适的钛合金保载-疲劳裂纹扩展预报模型,开展不同温度下新型钛合金材料疲劳裂纹扩展门槛值试验,得到不同温度与载荷比下新型钛合金疲劳裂纹扩展门槛值,并揭示温度与载荷比对疲劳裂纹扩展门槛值的影响规律。开展不同温度、不同波形下保载-疲劳裂纹扩展速率试验,揭示低温、波形对新型钛合金材料保载-疲劳裂纹扩展速率的影响。基于选用模型,对新型钛合金不同温度下保载-疲劳裂纹扩展速率开展预报,并考虑波形影响,对模型进行修正,基于修正后的模型对新型钛合金不同波形下保载-疲劳裂纹扩展速率开展预报,对比试验结果与预报结果,验证模型的准确性。基于以上目的,本文主要研究内容分为以下方面:(1)对国内外较常用的保载-疲劳裂纹扩展预报方法进行了综述。对比了应用较多的几种保载-裂纹扩展预报模型,并且分析了各个模型的预报能力,选择了适合新型钛合金材料的保载-疲劳裂纹扩展预报模型;(2)开展了不同温度、不同载荷比下新型钛合金疲劳裂纹扩展门槛值试验,分析了温度及载荷比对新型钛合金疲劳裂纹扩展门槛值的影响规律,得到了不同载荷比及不同温度下新型钛合金疲劳裂纹扩展门槛值;(3)开展了不同温度、不同波形下新型钛合金保载-疲劳裂纹扩展速率试验,分析了不同温度、不同波形下新型钛合金保载-疲劳裂纹扩展速率曲线的特征,得到了温度及波形对新型钛合金保载-疲劳裂纹扩展行为的影响规律;(4)基于选用的钛合金保载-疲劳裂纹扩展预报模型,开展不同温度下新型钛合金保载-疲劳裂纹扩展速率预报研究,对比试验结果与预报结果,验证了选用模型的准确性。考虑了波形的影响,对模型进行修正,将保载时间项分为两个部分,并考虑了波形的动态影响规律。基于修正后的模型,对不同波形下新型钛合金保载-疲劳裂纹扩展速率开展预报,并对比试验结果,验证修正后模型的准确性。