金属疲劳现象广泛存在于工程零部件的服役过程当中,针对结构件进行疲劳分析和设计对保证设备的安全使用至关重要。对于绝大多数的零部件而言,它们真实工况下的受载大多是多轴的,非比例的。由于多轴载荷自身的复杂和多变性以及材料加工过程中缺陷、夹杂等不确定因素的影响,多轴疲劳问题,特别是非比例加载下的寿命预测问题显得尤为困难。对于部分的高温合金而言,其材料性能往往还受到温度条件的影响,高温作用下的蠕变-疲劳过程十分复杂,现有的高温多轴疲劳理论研究仍然有待进一步的完善和深入。鉴于此,研究金属材料在多轴载荷下的疲劳问题,开展相应的多轴疲劳寿命预测工作,具有重要的工程指导实践意义。基于上述观点,本文在多轴疲劳的疲劳行为和相关寿命模型上展开了相应的研究,考虑并研究了温度对多轴疲劳寿命的影响,相关工作如下:(1)提出了一个能同时反映多轴度和附加强化现象的非比例系数——非比例应力因子。考虑到正应力和切应力对疲劳损伤的不同贡献,将临界面上的正应力和切应力幅值引入到应力因子的构建当中,以此来反映不同应力分量对疲劳裂纹萌生的协同作用。新的应力因子能较好反映载荷非比例度与疲劳寿命之间的关系,利用已有的多轴试验数据对其进行了精度和可靠性验证;(2)提出了一种考虑应力因子的多轴疲劳寿命预测模型。该模型通过应力因子来修正多轴损伤参量,并将临界面上的应力应变状态引入到寿命方程的建立当中。新模型能同时反映载荷的非比例度和附加强化现象对疲劳寿命的影响,其寿命方程由多轴载荷下的应力应变状况决定,能很好适用于多轴载荷特别是非比例加载下的寿命预测问题。利用已有文献中5种材料的多轴试验数据对所提模型的有效性和精度进行了验证;(3)开展了316L不锈钢在5种载荷路径下的常温和高温多轴疲劳试验。通过试验获得了材料在不同加载路径下的滞回曲线和循环变化曲线,进一步分析和对比了材料在不同温度下的多轴疲劳行为。结合试验结果来看,在相同的等效应变条件下,316L的单轴拉伸和扭转试验结果存在较大差异;高温下的附加强化现象明显减弱,且非比例程度越大,其削弱更为明显,可是由于蠕变作用在高温下贡献了更多的塑性应变,高温疲劳寿命仍然低于常温情况。