工程领域中,许多零部件在服役过程中会承受重复冲击载荷,材料在循环冲击载荷下的疲劳失效过程尽管与常规疲劳相似,但也存在一些差异,目前有关冲击疲劳的研究尚未引起广泛关注,许多已见诸的文献主要集中于对材料冲击疲劳试验现象的观察与规律总结。因此,深入开展有关材料冲击疲劳失效机制及结构冲击疲劳寿命预估的研究,对于在工程实践中正确选材与预防结构在冲击载荷下过早失效具有重要的意义。本文首先对当前有关冲击疲劳的研究成果进行总结评述,介绍了材料在反复冲击下的疲劳失效机制,集中讨论了冲击疲劳不同于常规疲劳的一些特点,并对影响材料冲击疲劳性能的几大关键因素作了归纳总结。选取45钢材料为研究对象,通过静拉伸试验与应变疲劳试验确定其基本力学性能。针对试验需求,自行设计制作了一台摆锤式冲击疲劳试验机,使用该试验机进行了45钢缺口件的冲击疲劳试验,试件采用了两种不同的缺口尺寸,获取了不同冲击载荷下的冲击疲劳寿命数据,并对试验过程中试件在反复冲击下的响应规律进行了归纳总结。介绍了结构冲击响应分析的相关理论与研究手段,借助于ABAQUS软件,对冲击疲劳试验中试件的冲击响应进行非线性有限元数值仿真分析,并与试验测得的响应数据进行对比;评估了两种疲劳寿命预测模型对试验结果的预测精度,在此基础上提出了基于平均损伤率的冲击疲劳寿命分析方法,并与上述试验结果进行对比,分析该寿命分析方法的可行性。应用提出的寿命估算方法,对某型开关断路器的冲击疲劳寿命进行分析计算,与断路器实际的工作寿命比较来看,取得了较好的预测效果,证明了该冲击疲劳寿命估算方法有实际的工程应用价值。