随着轨道车辆结构及装备的轻量化要求,铝合金焊接结构被广泛应用,车辆部件经常服役于宽频随机振动载荷环境中,振动频率作为载荷的重要参量对结构疲劳强度的影响值得关注。因此本文以6082-T6铝合金角焊缝试样为研究对象,基于振动疲劳试验和有限元仿真分析疲劳强度的频率效应。首先,根据试验条件设计工装与试样,通过扫频试验确定试样的一阶固有频率为67.5 Hz,基于成组法振动疲劳试验测试共振与非共振频率的P-S-N曲线并进行数据处理。分析不同振动频率之间的应变及加速度响应关系,得到共振状态下两种响应信号均随着时间的增长而持续减小,非共振状态下则保持恒定幅值,且57.5 Hz时的应变范围大约为77.5 Hz时的3倍,加速度响应约为2倍。响应信号的频率始终与激励频率一致,共振频率下响应的功率谱密度峰值最大,57.5 Hz时次之,77.5 Hz时最小。其次,对试样振动疲劳寿命进行统计学分析,比较了正态分布、对数正态分布、两参数和三参数威布尔分布以及指数分布5种疲劳寿命概率分布模型的适用性,采用幂函数模型拟合三种振动频率的P-S-N曲线,并分析其频率效应。结果表明三参数威布尔模型对疲劳寿命分布的总体描述效果最好。共振与非共振频率对名义应力P-S-N曲线的影响较大,共振频率下P-S-N曲线的拟合参数m和lg C显著小于非共振频率时,共振频率下200万次的疲劳强度约为非共振频率时的50%～55%。相对而言两种非共振频率P-S-N曲线的性能参数差异较小。最后,基于有限元仿真研究了不同拉弯比载荷下铝合金角接头的疲劳强度,采用瞬态分析以名义应力法和热点应力法分别计算了焊趾应力和疲劳寿命,并与试验结果对比。以动车组空调柜为对象分析了不同振动频率P-S-N曲线对角焊缝随机振动疲劳寿命的影响。结果表明角焊缝疲劳强度随着拉弯比的增大而降低,应力等效提取位置随着拉弯比的增大距焊趾越远,且名义应力法的试样仿真与试验应力及疲劳寿命相对误差均小于热点应力法。此外共振频率下空调柜角焊缝的疲劳损伤显著大于非共振频率时,因此在铝合金焊接结构的随机振动疲劳分析中应选用共振状态的P-S-N曲线,以便得到更保守的寿命结果。