随着现代工业技术的蓬勃发展与进步，金属材料也随之被广泛的应用于在各个领域中。因此，探究金属材料性能、分析金属材料疲劳寿命也成为现如今重要的探究问题之一。经过一百多年的不断努力，各国学者在疲劳寿命分析领域付出了辛勤的努力，同时也取得了重大进步。特别是近几十年，随着工业CT扫描技术以及计算机技术的发展，研究者们对于疲劳寿命问题的分析不再局限于二维平面中，研究重点逐渐由二维平面向三维空间转移，为疲劳裂纹分析研究提供了新的思路与方法。本文选用2A12铝合金作为低周疲劳实验材料，并结合裂纹的表面观测技术、CT扫描技术、图像预处理以及三维重建技术，探究2A12铝合金圆柱形试件中疲劳裂纹的三维生长特性。　　本研究首先对铝合金圆柱形试件进行常温下的低周疲劳试验，为在实验过程中形成复杂应力条件，将试件中间部位加工有环状缺口。实验采用应变控制，分别对具有不同缺口半径（R=3、R=4、R=5）的实验试件进行不同应变幅值（0.30%、0.40%、0.50%）条件下的低周疲劳实验，分别探究实验应变幅值以及试件缺口尺寸对2A12铝合金低周疲劳寿命的影响。通过实验分析研究发现：铝合金材料低周疲劳寿命受应变幅值影响显著，且材料疲劳裂纹多萌生于杂质相(FeMn)Al6处、材料缺陷处以及晶界处；试件短裂纹的萌生多发生在试件疲劳寿命的前期和中期，数目也随之增多；短裂纹的扩展形式主要以单一主裂纹为主，在裂纹扩展后期将伴有裂纹合体、干涉现象，最终发生失稳破坏。其次，以常温下低周疲劳试验为基础，在实验过程中，采用中断实验法，对处于不同疲劳寿命阶段的实验试件进行工业CT断层扫描，并对扫描获取的图像序列依次进行对比度增强、平滑滤噪、二值化等图像预处理过程。其中，对比度增强用于增强图像视觉效果；平滑滤噪用于提高图像质量；二值化用于分割目标与背景，忽略不重要的细节。最后使用MATLAB程序对该图像序列进行三维可视化，并根据疲劳裂纹的三维可视化模型，计算重建模型的三维尺寸，确定模型尺寸与实际裂纹尺寸相符，三维重建效果良好。最后，为方便对所使用的MATLAB程序进行统一管理，将疲劳裂纹三维重建过程中涉及的MATLAB程序进行整合，对不同程序建立相应的GUI控制子系统，并将设计的所有GUI子系统集成在一起，由单一GUI主系统控制。从而使用户在即使不了解程序的前提下，也能够通过对GUI的简单操作，实现想要完成的预期目标。