针对压力容器用钢16MnR焊接接头及各区域的疲劳问题,已经有了很多的研究。但由于疲劳问题的复杂性和焊接接头材料的不均匀性,目前的研究还远远不够。焊接接头及全焊缝金属的各种循环特性和疲劳行为规律还没有系统完备的试验数据。本文主要针对16MnR焊接接头各区域的各种力学性能进行了试验研究,并采用有限元方法对全焊缝金属的相关循环力学性能和疲劳性能进行了模拟。为工业中常用的16MnR压力设备焊接接头提供疲劳特性参数和疲劳试验数据。有限元模拟计算为正确评估16MnR焊接接头的疲劳寿命及结构设计提供数值预测依据。本文的主要工作和研究结果如下:(1)针对焊接接头和全焊缝金属在交变载荷作用下的循环性能,通过恒应变幅循环试验得到:焊接接头和全焊缝金属呈现循环硬化特性,并显示出明显的非Masing特性。(2)针对焊接接头和全焊缝金属的疲劳性能,通过应变疲劳寿命试验得到:断在焊接接头熔合区的试样疲劳持久极限最低,全焊缝金属试样的疲劳持久极限最高。(3)针对焊接接头母材和全焊缝金属在交变载荷作用下的棘轮特性,通过非对称应力控制棘轮试验得到:母材和全焊缝金属材料在较高载荷水平下产生较高的棘轮应变率,且棘轮效应均体现出对载荷历史的敏感性。(4)针对焊接接头母材和全焊缝金属在交变载荷作用下的疲劳裂纹扩展行为,通过CT试样疲劳裂纹扩展试验得到:全焊缝金属的裂纹扩展表现出一定程度的应力比效应;不同轧制方向对母材裂纹扩展行为有较大的影响。(5)全焊缝金属的循环特性和疲劳行为的有限元模拟预测得到:J-S循环塑性本构模型可以很好的描述全焊缝金属的循环稳定应力应变曲线,但还不能很好的描述全焊缝金属的非Masing特性;Jiang多轴疲劳损伤准则可以很好的预测材料的疲劳裂纹扩展速率。