搅拌摩擦焊（Friction Stir Welding,简称FSW）作为新兴的固态焊接技术解决了轻质合金焊接问题。钩状缺陷是搅拌摩擦焊搭接接头的固有缺陷,隧道缺陷是常见的焊接工艺缺陷,两种缺陷都可以影响接头的疲劳强度。本文以含隧道缺陷的6061-T6铝合金FSW搭接接头为研究对象,对其进行了恒幅和两级变幅疲劳测试,结合有限元仿真分析探讨其疲劳性能及疲劳寿命问题。论文主要研究内容有:1.对FSW搭接接头进行疲劳测试。观察完好的FSW搭接接头的焊缝横截面,记录钩状缺陷及隧道缺陷的位置、形状,对搭接接头进行了两种形式的恒幅疲劳测试。使用从试验得到的S-N曲线分析应力比对疲劳寿命的影响;根据恒幅加载试验结果,设计并进行两级加载疲劳测试验。观察接头在拉伸过程中缺陷处的变化,记录断裂位置。待试件断裂后,使用扫描电镜观察疲劳断口,分析各区域断口特征。2.使用有限元方法分析隧道缺陷对FSW搭接接头疲劳寿命的影响。分别利用缺口应力法和线弹性断裂力学法对FSW搭接接头的疲劳寿命进行预测。本文建立了含有两种虚拟缺口的有限元模型,分别估算了疲劳寿命,并将预测寿命与试验寿命进行比较。同时建立了含初始裂纹的有限元模型,利用有限元分析得到的应力强度因子,采用线弹性断裂力学中的裂纹扩展Paris公式估算出了疲劳寿命。本文探讨了初始裂纹长度、初始裂纹角度对应力强度因子的影响。建立了不含隧道缺陷的有限元模型,分别使用上述两种方法估算其疲劳寿命,分析隧道缺陷对FSW搭接接头疲劳寿命的影响。3.预测两级加载下FSW搭接接头的剩余寿命。对FSW搭接接头在高—低、低—高加载方式下的疲劳寿命结果进行了分析,运用Palmgren-Miner线性累积损伤理论分析了载荷加载次序对累积损伤的影响。线性累积损伤理论考虑因素较少,导致预测结果较差。最后使用两种非线性累积损伤理论及其改进形式对试验中的剩余寿命进行预测,考虑了载荷加载顺序及载荷间作用的影响使预测结果准确度得到了明显提高。