多数的焊接结构在海洋工程实际中是处于多轴疲劳损伤状态。但是,到目前为止对于较为简单的单轴疲劳损伤问题进行过于集中的研究,是导致疲劳断裂事故仍未得到完全控制的主要原因之一。在损伤机理上,单轴疲劳和多轴疲劳就存在较大差异,多轴疲劳也比单轴疲劳更加接近工程实际。对多轴疲劳的研究可以丰富实际工程中对于疲劳损伤机理和失效过程的认识,也可以弥补传统的单轴疲劳理论在复杂焊接结构疲劳强度设计和评估方面的不足。虽然目前在船舶与海洋工程领域,多轴疲劳寿命校核方法尚未得到广泛的应用,但是应用多轴疲劳的方法来校核海洋结构物的疲劳寿命必然是未来的发展趋势。本文旨在进行焊接接头处的复杂交变应力状态分析以及提出一种多轴疲劳寿命预测方法,该方法基于双参数临界面法和等效热点应力法。双参数临界面法是基于临界面理论的多轴疲劳分析方法,该方法应用单晶体循环形变理论和裂纹萌生平面的概念来解释多轴疲劳损伤的物理意义。该方法可以通过对有限元的计算结果进行简单的后处理来进行多轴疲劳寿命预测,因而非常便于工程应用。等效热点应力法是通过直接分析焊趾处零点位置的应力状态来对焊接接头处的复杂应力状态进行评估。本文将二者相结合,以钢制和铝制法兰管焊接结构作为研究对象,运用有限元数值模拟技术进行具有足够精度的体单元建模,根据弹性力学的相关知识对有限元加载计算结果进行后处理,从而获取多轴疲劳损伤参量。然后运用本文提出的预测方法来预测在不同路径载荷(纯弯、纯扭、弯扭比例组合,具有90度相位差的弯扭非比例组合)作用下焊接接头的多轴疲劳寿命。最后,将预测结果与试验结果进行对比,验证了该方法的可行性与精度。本文将等效热点应力法与双参数临界面法相结合,提出了一种评估多轴疲劳寿命的方法,它对于钢制和铝制焊接结构的疲劳寿命评估非常有效。与双参数临界面法相比,该方法更加便于工程应用,预测结果也更加可靠。