振動定義：機械或結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在其平衡位置附近的往復運動，是物質(zhì)運動的普遍形式之一。 [1]

疲勞特點：無明顯的塑性變形，常出現(xiàn)突然斷裂。

迄今，學術界和工程界對振動疲勞的理解還沒有形成共識，振動疲勞涉及結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性，所以對其準確定義十分困難。雖然許多學者對振動疲勞定義進行過描述，但都未能揭示振動疲勞的動力學本質(zhì)。

按激勵類型不同，振動疲勞可分為拉壓振動疲勞，扭轉(zhuǎn)振動疲勞和彎曲振動疲勞。若激勵頻率與結(jié)構(gòu)共振頻率重合或接近使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振而導致疲勞稱為共振疲勞；反之，稱為非共振疲勞。按照激勵頻率與結(jié)構(gòu)基頻的比值大小，振動疲勞分為高頻振動疲勞和低頻振動疲勞。

1981年Valani利用內(nèi)時理論推導了結(jié)構(gòu)疲勞壽命與加載頻率之間的關系，1993年毛罕平和陳翠英推導了全面反映加載頻率影響的裂紋擴展速率公式。隨后Dimarogona和他的研究生系統(tǒng)研究了共振條件下結(jié)構(gòu)疲勞裂紋擴展機制， [2]Dentsora和Kouvaritaki系統(tǒng)分析了激勵頻率對共振條件下聚合物材料疲勞裂紋擴展壽命的影響，Colakoglu推導了疲勞裂紋萌生壽命與結(jié)構(gòu)阻尼變化的關系。為分析結(jié)構(gòu)振動疲勞壽命的影響因素，Valanis利用內(nèi)時理論推導了結(jié)構(gòu)振動疲勞壽命與激勵頻率之間的關系，Whaley等利用不可逆熱力學原理研究了振動疲勞過程中的阻尼變化。

在分析方法方面，Sanliturk等提出了一種基于頻響函數(shù)的振動疲勞壽命估算方法，他不僅考慮了結(jié)構(gòu)彈性對疲勞壽命的影響，而且考慮了結(jié)構(gòu)慣性和阻尼因子對疲勞壽命的影響；而Bishop從頻域內(nèi)進行隨機疲勞壽命分析，利用功率譜密度函數(shù)表示疲勞載荷實現(xiàn)疲勞損傷計算。Hanna利用Bishop的方法分析了汽車環(huán)抱死剎車系統(tǒng)電子控制單元的振動疲勞壽命。

結(jié)構(gòu)的振動和疲勞裂紋擴展的相互作用十分復雜，Shih教授的課題組在這一方面展開了大量的分析研究。Shih、Wu和Chen對含裂紋板的振動與疲勞裂紋擴展相互作用問題進行了一系列的分析研究。結(jié)果表明，疲勞裂紋的擴展引起結(jié)構(gòu)動力學特性的變化，直接影響裂紋尖端的應力場分布，對振動疲勞裂紋擴展速率具有很大影響。Shih和Chen根據(jù)斷裂力學的應力強度因子和裂紋轉(zhuǎn)軸之間適當?shù)年P系準則，建立了一套適合疲勞壽命及裂紋轉(zhuǎn)軸分析的模型。Shih和Wu使用廣義的Forman方程模擬疲勞裂紋擴展，研究了振動對含單邊裂紋矩形板疲勞裂紋擴展的影響。 [3]Wu和Shh研究了周期載荷激勵下含單邊裂紋板的振動不穩(wěn)定及其非線性響應特性。

姚起杭等從20世紀末開始一直對結(jié)構(gòu)振動疲勞展開科學研究，并取得了一系列科研成果。劉文光的研究基于結(jié)構(gòu)裂紋局部柔度理論，提出了一種含裂紋梁的振動疲勞壽命分析方法，著重考慮結(jié)構(gòu)響應特性隨疲勞裂紋擴展的變化并考慮裂紋呼吸效應，利用雙線性彈簧模型描述裂紋呼吸行為，通過Galerkin方法把含裂紋梁簡化為單自由度系統(tǒng)，基于剛度時變性建立含裂紋梁的參數(shù)振動方程，研究了裂紋呼吸行為對結(jié)構(gòu)振動與疲勞裂紋擴展的影響。

振動疲勞為材料耐久性評估提供了一種方法。早在“八五”期間我國已將振動疲勞問題列入“飛機動強度與動力環(huán)境研究”計劃；此外，美國的軍用規(guī)范《飛機強度與剛度》和我國的《軍用飛機強度和剛度規(guī)范》對結(jié)構(gòu)振動疲勞都有明文規(guī)定。振動疲勞已經(jīng)成為飛機結(jié)構(gòu)設計中研制的關鍵問題。近年來，由于動力機械的迅猛發(fā)展，很多工程結(jié)構(gòu)必須在振動嚴重的環(huán)境中工作，致使結(jié)構(gòu)振動疲勞現(xiàn)象驟增。

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