本文以焊接接头疲劳断口为研究对象,运用体视学原理中的立体对技术和计算机图像处理功能重建断口表面。针对同一视场下不同角度拍摄的断口电镜图像,首先利用SIFT特征提取及匹配算法进行初匹配,获得较高精度的匹配点对,并在此基础上进行图像间基础矩阵的计算。为了真实重构出断口形貌,本文没有对特征点进行插值运算,而是采用MAD灰度匹配算法对图像进行逐像素点的匹配,其间辅以极限约束、视差约束及位置约束,最终得到高精度高致密性的匹配点对。获得各个像素点的匹配关系后,根据高度计算模型及三维显示方法最终得到断口表面数字化三维形貌。本文对断口重建表面进行分形特征分析,建立了分形维数与宏观力学试验结果之间的关系。以分形理论为基础,根据焊接接头疲劳试验所得的宏观损伤量定义得到分形损伤量,并根据经典损伤演化模型推演了焊接接头疲劳断口分形损伤演化率。本文还进行了焊接接头拉拉疲劳试验,根据试验过程中焊缝区域的应力应变关系和弹性模量的变化规律,对接头的宏观损伤发展过程进行了研究。然后利用扫描电子显微镜对断口表面进行了细观分析,依据疲劳断裂机理,辨识疲劳源区、扩展区和瞬断区的形貌特征,据此判断焊接接头疲劳断裂的起因和发展历程。