疲劳失效是机械的主要破坏方式之一,航空、压力容器、核电站、以及机车的零构件通常在服役过程中承受复杂的多轴变幅疲劳载荷作用。因此系统深入地研究多轴疲劳损伤累积过程与寿命估算方法,将会有效地提高零构件的疲劳寿命预测精度,保证机械设备安全可靠地运行,对预防灾害事故的发生以及解决工程实际问题具有重要的指导意义。　　 本文采用试验与理论结合的方法,研究了7050-T7451铝合金材料的多轴变幅疲劳行为。同时收集了多轴疲劳试验数据,包括纯钛与钛合金BT9两级加载下的试验数据,钛合金BT9、GH4169合金与7050-T7451铝合金多轴块载加载下的试验数据,对多轴变幅载荷下的疲劳损伤累积与寿命预测方法进行了较为深入的研究。论文的研究内容有以下几个方面:　　 首先,论文对7050铝合金进行了多轴变幅疲劳试验,分析了多轴变幅加载下的应力变化,发现材料在循环加载下主要表现为循环软化现象,且材料在非比例加载下存在明显的附加强化现象,随着相位角的增大,附加强化越明显。多轴变路径载荷下,前期大应变载荷会使后期小应变载荷下的材料表现出循环硬化现象。　　 其次,将与载荷幅值相关的等效应力引入到损伤曲线法中,提出了一个适用于多轴非比例加载的非线性疲劳损伤累积模型。将Shang剪切型多轴损伤模型和三参数损伤模型与所提出的损伤累积模型相结合,对纯钛与钛合金BT9的两级加载进行寿命预测,其预测效果令人满意。　　 再次,分别采用Shang剪切型多轴损伤模型和三参数损伤模型与损伤累积模型结合的方法对7050铝合金、钛合金BT9和GH4169合金多轴块载加载进行寿命预测,预测寿命与试验寿命的比较基本都位于2倍误差带之内,即说明本文采用这两种损伤模型与损伤累积模型结合对于多轴块载加载能够给出较好的预测效果。　　 最后,本文利用Fortran和C＃两种计算机程序语言,进行混合编程开发界面,将六种相对成熟的多轴损伤模型与四种损伤累积模型结合,编制了一套简单实用的多轴块载疲劳寿命预测系统,以方便工程计算。