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Ti-5Al-5Mo合金具有比强度高、耐蚀性能好等特点,常被用于制作飞机部件和船体结构。由于钛合金组织形态、构件形状和承力方式会影响材料的疲劳行为,因此本文研究网篮和等轴两种组织锻件,将锻件加工为三种应力集中系数（Kt）的疲劳试样,在两种不同应力比（R）下进行疲劳试验。研究组织、应力集中系数和应力比对钛合金疲劳行为的影响,研究结果对合理安排材料使用、提高构件疲劳寿命和减少疲劳损伤有重要意义。通过绘制两种组织的S-N、P-S-N曲线和Goodman-Smith图,观察疲劳断口形貌,分析了Kt和R对断口形貌、疲劳强度（S）、疲劳寿命（Nf）和疲劳极限(σ-1)的影响。此外,采用局部应力-应变和有限元软件Fe-safe预测两种组织的Nf,并与实验寿命值进行对比。主要研究结果如下:相同R和Nf下,最大应力(σmax)随着Kt的增加而降低。相同Kt下,σmax随着R的增加而降低,而应力半幅（σa）是增大的。等轴组织在不同Kt和R下的疲劳强度优于网篮组织,但其S-N曲线下降较快,可知网篮组织具有优异的抗疲劳性能。等轴组织的P-S-N曲线在相同的Kt和R下高于网篮组织,但网篮组织的P-S-N曲线下降较缓慢,在不同的存活率下网篮组织同样表现出较好的抗疲劳性能。相同的Kt和R下等轴组织可靠性Goodman-Smith图范围大于网篮组织,对于同种组织的Goodman-Smith图来说,范围随着R的增大而增大。Kt和R对Ti-5Al-5Mo合金的疲劳强度、疲劳极限和平均应力敏感因子均有影响,Kt的增大使等轴组织的疲劳寿命逐渐低于网篮组织。将Goodman等寿命曲线和Peterson、Neuber式联立,用R=-1的疲劳数据和Kt=1的σ-1来预测Ti-5Al-5Mo合金Kt=1、3、5和R=0.5三种疲劳S-N曲线,并和实验结果进行对比,整体预测较为准确,证明不同应力比之间的S-N曲线具有明确的函数关系。采用广义S-N曲面来探讨网篮和等轴组织Kt和Nf之间的关系,结果表明,Kt对等轴组织的S-N曲面影响显著。两合金宏观断口中裂纹扩展区所占比例是Nf长短的重要指标,Kt增大时宏观断口形貌逐渐光滑,断口三个典型区域随着R的减小更加明显;从微观形貌的裂纹扩展区可看出,网篮组织中疲劳辉纹长且深于等轴组织,等轴组织的疲劳辉纹更为光滑细小。借用ANSYS有限元软件,模拟计算光滑和缺口试样在受载荷时的局部应力应变,分别采用Manson-Coffin、SWT模型和有限元软件Fe-safe对疲劳寿命进行预测,并和实验数据进行对比。结果表明,Fe-safe软件预测的疲劳寿命和实验值吻合度较高,相关系数R分别为0.96和0.97。