14.4.2 载荷相互作用阻滞
著名的Miner线性累计损伤原理在寿命预估中被广泛应用，但其明显的缺点之一是未考虑载荷间的相互作用。事实上，载荷间的相互作用和载荷次序都会对构件的疲劳寿命带来显著影响。图14-23所示为恒幅加载、拉压超载和拉伸超载下材料的疲劳裂纹扩展a-N曲线。由图14-23可见，相比于恒幅加载，拉伸超载和拉压超载能够显著减缓疲劳裂纹扩展，延长构件疲劳寿命，且拉伸超载的阻滞作用更为明显。
载荷间相互作用对疲劳裂纹的扩展影响中比较典型的情况有三种：拉伸超载迟滞效应、压缩超载加速效应及先拉后压超载迟滞减缓效应。图14-24所示为其各自的载荷循环示意图。
图14-24 拉伸超载、压缩超载和先拉后压超载载荷循环示意图
1.拉伸超载迟滞效应
在较低的循环载荷序列中出现一个高的拉伸载荷（见图14-24a）时，会引起裂纹扩展速率下降（如图14-25中曲线前半部分所示），甚至完全停滞扩展，这种现象称之为拉伸超载迟滞效应。该效应在结构寿命估算中非常重要，如不加以考虑，则会导致偏保守的寿命预测结果。由图14-25中曲线的后半部分可见，拉伸超载后，经过一段时间的低载荷循环，裂纹扩展速率又逐渐恢复到原来的da/dN水平上，直至遇到下一次超载。
对于拉伸超载迟滞效应的机制，人们已经认识到：一次拉伸超载作用后的裂纹瞬态扩展行为往往同时受几个不同机制过程的控制，没有哪一个单独的机制可以完全解释这些全部的瞬态效应。因此在进行变幅疲劳裂纹扩展寿命预测时，往往需要在考虑多种影响机制的基础上进行定量估算。目前，主要的拉伸超载描述机制包括塑性诱发的裂纹闭合机制、裂纹尖端钝化机制、残余压应力机制、裂纹的偏折或分叉机制、近门槛机制等，限于篇幅，此处不做详细介绍。
图14-25 拉伸超载影响区内da/dN的变化
2.压缩超载加速效应
试验证明，与拉伸超载情况不同，压缩超载（见图14-24b）会加速疲劳裂纹的扩展。对于压缩超载加速效应机理的解释多集中在裂纹闭合的概念上。一种解释是：压缩超载导致了断裂表面粗糙度的平化，从而降低了表面粗糙度诱发的闭合效应，使得裂纹扩展加速。另一种解释是：残余拉应力机制，即压缩超载后在裂纹尖端生成了压缩塑性变形区，此塑性区分布着足够的残余拉应力，类似于14.3.2节所述的正向平均应力或高R情况，从而增高da/dN。
3.先拉后压超载迟滞减缓效应
如果在一个拉伸超载之后紧接着施加一个压缩超载（见图14-24c），那么其对da/dN的影响类似于上述拉伸超载迟滞效应和压缩超载加速效应的叠加，靠前的拉伸超载产生的有利阻滞效应部分地或全部被之后的压缩超载加速效应所抵消，此现象称之为先拉后压滞迟减缓效应。事实上，先拉后压超载只是拉压超载多种组合形式中的一种，不同载荷次序所导致的da/dN变化也不尽相同，有时加速，有时减速，有时不变，其结果取决于载荷次序、载荷历程和载荷相对大小等。