近年来许多国家将深海能源的开发与利用定位成重要的战略目标,因此,海洋能源的争夺也愈演愈烈。深海载人潜水器耐压壳体作为深海科考的重要载体,在深海地理环境研究、深海能源的探测等方面起着及其重要的作用。钛合金凭借其优异的力学性能成为各国深海载人潜水器的首选材料。潜艇和潜水器的耐压壳体在服役期间实际承受的是梯形载荷:在下潜过程中载荷增加、下潜到一定深度进行工作时载荷保持不变和工作结束后上浮载荷降低,一直以来对潜水器耐压壳结构材料评估和使用寿命估算时,采用的载荷谱都为疲劳循环载荷,并未考虑保载时间的问题,这是极其不可靠的,并且在深海环境下会产生不同程度的蠕变变形,这与传统的蠕变变形不同,蠕变在小于屈服极限时也会出现。因此,开展针对深海潜水器耐压壳用新型钛合金材料进行长时间的室温拉伸蠕变试验和疲劳性能试验是极其有必要和工程实际意义的。本文以深海载人潜水器耐压壳用新型钛合金材料为主要研究对象,采用RDL-100电子蠕变疲劳试验机为试验设备,以蠕变力学、材料疲劳和断裂力学等理论为基础,针对深海载人潜水器耐压壳用新型钛合金材料开展室温拉伸蠕变试验、疲劳寿命试验和保载-疲劳寿命试验。研究在不同应力水平、不同加载速率和加载历史条件下对耐压壳用新型钛合金室温拉伸蠕变的影响;研究不同应力水平、不同载荷峰值处保载时间和不同载荷波形对耐压壳用新型钛合金保载-疲劳寿命的影响;研究不同应力水平对耐压壳用新型钛合金疲劳寿命的影响,并通过分析室温拉伸蠕变、疲劳寿命和保载-疲劳寿命每组试验应变随时间的变化,研究室温蠕变对深海载人潜水器用新型钛合金疲劳寿命的影响机理。本文研究工作主要有以下几个方面:(1)针对蠕变与保载-疲劳进行理论研究,分析蠕变现象的影响机制和蠕变的影响因素,分析保载-疲劳相关理论的研究方法及其主要影响因素,建立关于蠕变和保载-疲劳的基本概念,为后续开展不同高应力水平下长时间的室温拉伸蠕变试验;不同应力水平下的疲劳寿命试验;不同载荷峰值处保载时间、应力水平和不同载荷波形的保载-疲劳寿命试验提供理论基础;(2)针对深海载人潜水器用新型钛合金材料,开展不同高应力水平、不同加载速率和加载历史的室温拉伸蠕变试验,通过分析不同高应力水平、不同加载速率和加载历史三种工况的蠕变累积应变/蠕变应变速率随时间的变化情况,获得改变应力水平、加载速率和加载历史对新型钛合金材料室温拉伸蠕变产生的影响;(3)针对深海载人潜水器耐压壳体用新型钛合金材料,开展不同高应力水平的疲劳寿命、不同高应力水平、不同载荷峰值处保载时间和不同载荷波形保载-疲劳寿命试验,分析疲劳和保载-疲劳的累积应变随时间/循环的变化趋势,获得改变应力水平对疲劳寿命、改变应力水平、峰值载荷处的保载时间和载荷波形对保载-疲劳寿命影响的规律;(4)基于本文第三、四章室温拉伸蠕变、疲劳寿命和保载-疲劳寿命的宏观试验研究,分析在相同应力水平条件下室温拉伸蠕变、疲劳和保载-疲劳(峰值载荷处保载时间为60s)三者之间的累积应变随时间的变化趋势、分析相同应力水平下疲劳和保载疲劳的累积应变随时间/循环的变化趋势,得到深海载人潜水器耐压壳体用新型材料在相同时间内塑性应变累积最大的工况。