鈦合金具有比強(qiáng)度高、耐腐蝕和耐高溫性能優(yōu)異等特點(diǎn) 因此，在航空航天、生物醫(yī)學(xué)、深海服役等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[1~5] Ti-6Al-4V(TC4)合金是一種應(yīng)用最廣的α+β型鈦合金[6]，通過降低其中的C、N、O等元素含量便可制備出含超低間隙(Extra-low-interstitial, ELI)元素含量的TC4 ELI合金，其具有更高的可焊接性和沖壓成型性[7~9] 深海潛水器是深海工程作業(yè)的重要裝備，在潛水器下潛和上浮過程中其耐壓殼承受極大的循環(huán)載荷[13,14] 隨著深海潛水器下潛深度增加對(duì)其材料更高力學(xué)性能的需求，TC4 ELI合金在耐壓殼上的應(yīng)用備受關(guān)注[10~12]，而耐壓殼用鈦合金在循環(huán)大應(yīng)變幅下的低周疲勞性能成為評(píng)價(jià)其服役性能的重要指標(biāo) 同時(shí)，在較大循環(huán)載荷的作用下耐壓殼材料將不可避免地產(chǎn)生局部應(yīng)力集中[15]，其低周疲勞性能對(duì)缺口等缺陷引起的應(yīng)力集中的敏感性直接關(guān)乎構(gòu)件的服役可靠性 目前，對(duì)TC4 ELI合金疲勞性能的研究主要集中在顯微組織對(duì)其疲勞性能的影響[16~21] 鈦合金的低周疲勞性能強(qiáng)烈地依賴于其顯微組織和疲勞加載應(yīng)變幅[22]，而應(yīng)變幅的增大將使合金疲勞壽命降低 在不同應(yīng)變幅加載條件下，具有網(wǎng)籃組織的TC4 ELI合金往往呈現(xiàn)出循環(huán)軟化特性，且隨著應(yīng)變幅的增大韌性斷裂特征更顯著[23] 在較低應(yīng)變幅(0.6%)條件下，雙態(tài)組織TC4合金中初生α相被拉長，表現(xiàn)為因α相參與疲勞變形而使材料壽命較長；而在較高應(yīng)變幅(1.2%)條件下，疲勞裂紋穿過α相擴(kuò)展，使材料的疲勞壽命變短[24] 同時(shí)，鈦合金的疲勞性能對(duì)諸如缺口等缺陷極為敏感 隨著缺口曲率半徑的減小，缺口越尖銳，從而使得衡量零部件缺口處局部應(yīng)力集中參數(shù)的疲勞缺口應(yīng)力集中系數(shù)越大，材料疲勞失效的概率越高[25] 當(dāng)具有網(wǎng)籃組織的TC17合金的缺口應(yīng)力集中系數(shù)大于1.92時(shí)，缺口對(duì)疲勞壽命產(chǎn)生顯著影響，使其疲勞壽命急劇降低[26] 為了更好地分析在循環(huán)載荷作用下鈦合金的損傷情況，有研究者提出了多種預(yù)測(cè)鈦合金疲勞壽命的模型[27]，包括基于應(yīng)變能密度預(yù)測(cè)缺口構(gòu)件疲勞壽命的模型[28]、基于臨界應(yīng)變法預(yù)測(cè)光滑和缺口試樣的疲勞壽命模型[29]、基于剪應(yīng)變的臨界面法建立的預(yù)測(cè)TC4合金多軸疲勞壽命的模型[30]和基于表面缺口的總疲勞壽命的分離模型[31] 耐壓殼結(jié)構(gòu)因設(shè)計(jì)需求而不可避免地