在实际工程机械中,有许多零构件经常会受到冲击载荷的作用,经大量工程试验研究表明,零件承受多碰载荷而失效的多种起因都可以归结为材料发生了宏观塑性变形现象。利用分层塑性响应方法进行了45钢低应力多碰试验,研究了45钢试件在低应力冲击载荷作用下的宏观塑性累积变形规律,建立了其宏观塑性累积数学模型,并对发生此现象的微观机理进行了探讨。利用自制多碰试验机,选取了工程中常用的45钢为实验材料,进行了低应力多碰实验研究。试验结果表明,即使在远低于材料屈服强度的多碰应力作用下,一定冲击次数后试样靠近冲击表面的一段区域内也可产生足够大的宏观塑性变形；在低应力冲击载荷作用下,塑性变形速率从开始到一定次数碰撞后塑性变形终止不是恒定的,而且整个试样的变形分布也不是均匀的；从试验数据还可以看出,试样大约在碰撞256×103次后,试样变形趋于停止,达到安定状态,此后试样能在原载荷作用下稳定地运行106～107循环以上而基本不产生新的形变；试样硬度会随着塑性变形的产生而发生变化,且硬化规律符合趋表效应。对45钢多碰阈值进行了研究；冲击力加载顺序不同也会对塑性累积变形产生影响。基于位错理论分析了多碰失效机理,初步得出了低应力多碰失效的实质是金属试样内部晶体位错发生了萌生、增殖、运动、塞积和缠结等现象,多碰失效是位错组态和位错密度变化的结果。对碰撞前后45钢试件进行XRD图谱分析后可得,冲击过程前后,试样中并没有发生相变,低应力冲击只是使试样晶粒尺寸减小,发生了再结晶现象；随着冲击能量的不同,试样金相组织发生了显著变化。通过金相照片的对比可以发现45钢中的铁素体和珠光体均发生了一定程度的织构现象,珠光体被压缩成长细条状；随着冲击能量的增加,45钢内部珠光体变形程度也随之增大,并且呈细化趋势；在珠光体内部可以观察到平行的细条纹,很有可能发生了晶体孪生现象。对冲击后样品的断面进行扫描分析可得,试样经过低应力冲击后,SEM图谱上可以看到大量的非常细小的颗粒,并且有些晶粒发生了变形或被拉伸现象,同时也观察到试样在冲击后形成的裂纹。