超细晶粒钢是一种超洁净度、超细晶粒、超均匀度、具有优良综合力学性能的新一代钢铁材料，其焊接结构断裂、疲劳性能的研究对其开发研究的推广应用都具有重要的意义。 应用数值分析方法，以软件MARC作为求解器，对400MPa、800MPa级超细晶粒钢母材及其脉冲熔化极混合气体保护焊对接接头的中心贯穿裂纹平板拉伸试验进行了模拟、分析。其中，焊接板的中心裂纹处于焊缝与热影响区之间的熔合区，母材板的裂纹尺寸和位置、网格划分、边界条件等与焊接板完全相同。研究结果表明，在一系列裂纹长度下，焊接接头的CTOD值均低于同条件下的纯母材，依据全面屈服理论认定，焊接接头的抗断性能应优于全母材并与小宽板拉伸试验结果一致，这就为用数值方法评价焊接接头抗断性能提供了方法上的借鉴。 应用试验和数值方法，对400MPa级超细晶粒钢母材及其二氧化碳气体保护焊对接接头的疲劳裂纹扩展进行了研究。参照ASTME647-83，用CT试验方法测定了母材和焊接接头的疲劳裂纹扩展速率，并拟合出了对应的Paris-Erdogan表达式。试验中，载荷为R=0.2的循环载荷，接头试样的疲劳裂纹分别处于焊缝区和熔合区。试验结果表明，焊接接头的疲劳裂纹扩展速率低于全母材。采用MARC软件，对CT试样进行了计算、分析。其中，焊接试样的疲劳裂纹处于熔合区，母材试样的裂纹尺寸、网格划分、边界条件等与焊接试样完全相同。计算结果表明，在一系列载荷循环次数下，焊接接头的CTOD值均低于同条件下的全母材，依据全面屈服理论认定，焊接接头的疲劳裂纹扩展速率低于母材。与试验结论的一致，说明这是一种评价接头组织不均匀性对疲劳裂纹扩展影响的有效数值方法。 应用试验和数值方法，对400MPa级超细晶粒钢筋对接接头的疲劳寿命进行了研究。参照JGJ/T27-2001，用试验测定了钢筋闪光对焊、电渣堆焊接头在不同载荷下的疲劳寿命，按ⅡW.DOC-ⅩⅢ-1539/XV-845-96推荐的方法，绘制了相应的S-N曲线，得到了钢筋闪光对焊接头是FAT75、电渣堆焊接头为FAT48的疲劳强度级别。应用疲劳分析软件MSC.Fatigue的S-N分析法，计算了钢筋电渣对焊接头在不同循环下的疲劳强度，参照ⅡW.DOC-ⅩⅢ-1539/XV-845-96，也得到了相应的S-N曲线和FAT50的疲劳强度级别。与试验结果的吻合，表明用数值方法模拟焊接实际工程问题已经成为可能。 应用模拟裂纹扩展软件FRANC2D和FRANC3D，分别计算了丁字接头、搭接接头和钢管对接接头的疲劳裂纹扩展。分析、比较了未熔合尺寸、焊脚角度和尺寸及焊根形状和尺寸对接头疲劳裂纹扩展的影响，为焊接工艺的制定、实施提供了参考。